Какие специфические свойства характерны для радиоактивных веществ
Последствия радиационных аварий
Для аварий на радиационно опасных объектах характерен выброс радиоактивных продуктов в окружающую среду. Он приводит к радиационному загрязнению воздуха, воды, почвы и, следовательно, к облучению персонала объекта, а в некоторых случаях и населения (см. схему 11). При этом из атомных реакторов выбрасываются в атмосферу радиоактивные вещества в виде мельчайших пылинок и аэрозолей. Может произойти разлив жидкости, приводящий к радиоактивному загрязнению местности, водоемов.
Радиоактивные вещества имеют специфические свойства:
– у них нет запаха, цвета, вкусовых качеств или других внешних признаков, из-за чего только приборы могут указать на заражение людей, животных, местности, воды, воздуха, предметов домашнего обихода, транспортных средств, продуктов питания;
– они способны вызывать поражение не только при непосредственном соприкосновении, но и на расстоянии (до сотен метров) от источника загрязнения;
– поражающие свойства радиоактивных веществ не могут быть уничтожены химическим и/или каким-либо другим способом, так как их радиоактивный распад не зависит от внешних факторов, а определяется периодом полураспада данного вещества.
Период полураспада — это время, в течение которого распадается половина всех атомов радиоактивного вещества. Период полураспада различных радиоактивных веществ колеблется в широких временных пределах.
При радиационной аварии происходит загрязнение продуктов питания, воды и водоемов, что влечет за собой возникновение у людей и животных различных форм лучевой болезни, тяжелых отравлений, инфекционных заболеваний.
В результате аварийного выброса радиоактивных веществ в атмосферу возможны виды радиационного воздействия на людей и животных, приведеиные на рисунке.
Особенности радиоактивного загрязнения (заражения) местности
Радиоактивное загрязнение при аварии на предприятии (объекте) ядерной энергетики имеет несколько особенностей:
– радиоактивные продукты легко проникают внутрь помещений, так большая часть их находится в парообразном или аэрозольном состоянии;
– наибольшую опасность представляет внутреннее облучение, обусловленное попаданием радиоактивных веществ внутрь организма;
– при большой продолжительности радиоактивного выброса, когда направление ветра может многократно меняться, возникает вероятность радиоактивного загрязнения местности практически во все стороны от источника аварии.
Рассмотрим характерные особенности радиоактивного загрязнения местности при авариях на АЭС в отличие от радиоактивного загрязнения местности при ядерных взрывах.
При наземном ядерном взрыве в его облако вовлекаются десятки тысяч тонн грунта. Радиоактивные частицы смешиваются с минеральной пылью, оплавляются и оседают на местности. Воздух загрязняется незначительно. Формирование следа радиоактивного облака завершается за несколько часов. За это время метеорологические условия, как правило, резко не изменяются, и след облака имеет конкретные геометрические размеры и очертания. В этом случае главную опасность для людей, оказавшихся на следе радиоактивного облака, представляет внешнее облучение (90—95% общей дозы облучения). Доза внутреннего облучения незначительна. Она обусловлена попаданием внутрь организма радиоактивных веществ через органы дыхания и с продуктами питания.
При авариях на АЭС значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном или аэрозольном состоянии. Их выброс в атмосферу может продолжаться от нескольких суток до нескольких недель. Воздействие радиоактивного загрязнения окружающей среды на людей в первые часы и сутки после аварии определяется как внешним облучением от радиоактивного облака и радиоактивных выпадений на местности, так и внутренним облучением в результате вдыхания радионуклидов из облака выброса. В последующем в течение многих лет вредное воздействие и накопление дозы облучения у людей будет обусловлено вовлечением в биологическую цепочку выпавших радионуклидов и употреблением загрязненных продуктов питания и воды. Суммарную дозу облучения, прогнозируемую на 50 ближайших после аварии лет, в этом случае принято рассчитывать следующим образом: 15% —внешнее облучение, 85% — внутреннее облучение.
Характер поражения людей и животных.
Загрязнение сельскохозяйственных растений и продуктов питания
При авариях на ядерных энергетических установках сложно создать условия, полностью предохраняющие людей от облучения.
Однако, зная, что воздействие ионизирующих излучений на отдельные ткани и органы человека не одинаково, его можно значительно ослабить.
Итак, одни органы более чувствительны к воздействию ионизирующих излучений, другие — менее.
При сравнительно равномерном облучении организма ущерб здоровью определяют по уровню облучения всего тела, что соответствует первой группе критических органов.
К первой группе критических органов относят также половые органы и красный костный мозг.
Ко второй группе критических органов относят мышцы, щитовидную железу, жировую ткань, печень, почки, селезенку, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз.
Третью группу критических органов составляют кожный покров, костная ткань, кисти рук, предплечья, голени и стопы.
При действиях на местности, загрязненной радиоактивными веществами, устанавливают определенные допустимые дозы облучения на тот или иной промежуток времени, которые, как правило, не должны вызывать у людей радиоактивных поражений.
Степень лучевых (радиационных) поражений зависит от полученной дозы излучения и времени, в течение которого человек ему подвергался. Не всякая доза облучения опасна. Если она не превышает 50 Р, то исключена даже потеря трудоспособности. Доза в 200—300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения. Однако такая же доза, полученная в течение нескольких месяцев, не приведет к заболеванию: здоровый организм человека способен за это время вырабатывать новые клетки взамен погибших при облучении.
При определении допустимых доз облучения учитывают, что оно может быть однократным или многократным.
Однократным считают облучение, полученное за первые четверо суток. Оно может быть импульсивным (при воздействии проникающей радиации) или равномерным (при облучении на загрязненной местности).
Облучение, полученное за время, превышающее четверо суток, считают многократным.
Соблюдение установленных пределов допустимых доз облучения исключает возможность массовых радиационных поражений в зонах радиоактивного заражения местности. В табл. 9, 10 приведены возможные последствия острого однократного и многократного облучения организма человека в зависимости от полученной дозы.
Образовавшиеся в процессе аварии ядерной энергетической установки радиоактивные продукты в виде пыли, аэрозолей и других мельчайших частиц оседают на местности. Их разносит ветер, заражая все вокруг. Если запасы продовольствия окажутся не укрытыми или будет нарушена целостность их упаковки, то радиоактивные вещества загрязнят их. Радиоактивные вещества могут быть также занесены в пищу при ее обработке с зараженных поверхностей тары, кухонного инвентаря и оборудования, одежды и рук.
Радиоактивные вещества, попадающие на поверхность продуктов, если они не упакованы, или через щели и неплотности тары, проникают внутрь: в хлеб и сухари — на глубину пор; в сыпучие продукты (муку, крупу, сахарный песок, поваренную соль) — в поверхностные (10—15 мм) и нижележащие слои в зависимости от плотности продукта. Мясо, рыба, овощи и фрукты обычно загрязняются радиоактивной пылью (аэрозолями) с поверхности, к которой она весьма плотно прилипает. В жидких продуктах крупные частицы оседают на дно тары, а мелкие образуют взвеси.
Наибольшую опасность представляет попадание радиоактивных веществ внутрь организма с зараженной ими пищей и водой, причем поступление их в количествах более установленных величин вызывает лучевую болезнь. Поэтому в целях исключения опасного внутреннего облучения организма человека установлены допустимые пределы радиоактивного загрязнения продуктов питания и воды (табл. 11). Их соблюдение необходимо строго контролировать.
Примечание: удельная активность радионуклида — отношение активности радионуклида в образце к массе образца. Активность радионуклида в образце измеряют в кюри (Ки). 1 Ки = 3, 7 • 1010 ядерных превращений в секунду.
Источник
Тест 10 класс
Аварии с выбросом радиоактивных веществ
1. В состав ионирующего излучения входят:
а) ультрафиолетовые лучи;
б) альфа-излучение;
в) бета-излучение;
г) тепловое излучение;
д) электромагнитное излучение;
е) гамма-излучение.
2. Самым опасным излучением для человека является:
а) альфа-излучение;
б) бета-излучение;
в) гамма-излучение.
3. За счет чего в основном образуется естественный радиационный фон? Назовите правильный ответ:
а) за счет радиации Солнца, Земли, внутренней радиоактивности человека, рентгеновских исследований, флюорографии, радиоактивных осадков от ядерных испытаний, проводившихся в атмосфере;
б) за счет увеличения добычи радиоактивных материалов;
в) за счет роста химически опасных производств, использования радиоактивных материалов на производстве, сжигания угля, нефти, газа на ТЭС.
5. Объект с ядерным реактором, завод, использующий ядерное топливо или перерабатывающий ядерный материал, а также его место хранения и транспортное средство, перевозящее ядерный материал или источник ионизирующего излучения, при аварии на котором или разрушении которого может произойти облучение людей, животных и растений, а также радиоактивное загрязнение окружающей природной среды, это:
а) объект экономики особой опасности;
б) экологически опасный объект;
в) радиационно-опасный объект;
г) объект повышенной опасности.
6. К радиационно-опасным объектам относятся:
а) взрывоопасные производства на промышленных предприятиях;
б) производства, связанные с применением, хранением и переработкой легковоспламеняющихся и горючих жидкостей;
в) предприятия по производству ядерного топлива;
г) атомные электростанции;
д) предприятия цветной и черной металлургии;
е) хранилища твердых и жидких радиоактивных отходов;
ж) транспортные ядерные энергетические установки;
з) предприятия нефтеперерабатывающей промышленности;
и) предприятия угольной промышленности;
к) научно – исследовательские организации, имеющие ядерные установки и стенды;
л) системы ядерного оружия, склады с ядерными боеприпасами и заводы по их производству.
7. Из предложенных вариантов ответов выберите те, которые характеризуют специфические свойства радиоактивных веществ:
а) стелются по земле на небольшой высоте и таким образом могут распространяться на несколько десятков километров;
б) не имеют запаха, цвета, вкусовых качеств или других внешних признаков;
в) способны вызвать поражение не только при непосредственном соприкосновении с ними, но и на расстоянии (до сотен метров) от источника загрязнения;
г) моментально распространяются в атмосфере независимо от скорости и направления ветра;
д) имеют специфический запах сероводорода;
е) поражающие свойства радиоактивных веществ не могут быть уничтожены химически и (или) каким-либо другим способом, так как радиоактивный распад не зависит от внешних факторов, а определяется периодом полураспада данного вещества.
8. Каковы пути проникновения радиоактивных веществ в организм человека при внутреннем облучении? Назовите правильные ответы:
а) через одежду и кожные покровы;
б) в результате прохождения радиоактивного облака;
в) в результате потребления загрязненных продуктов питания;
г) в результате вдыхания радиоактивной пыли и аэрозолей;
д) в результате радиоактивного загрязнения поверхности земли, зданий и сооружений;
е) в результате потребления загрязненной воды.
9. Ткань, орган и часть тела, воздействие на который в условиях неравномерного облучения организма может причинить наибольший ущерб здоровью данного лица или его потомства, называют критическим. В порядке убывания радиочувствительности критические органы относятся к I, II или III группам. Определите, какие из приведенных критических органов относятся к I, II и III группам:
а) мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталики глаз;
б) кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, голени и стопы;
в) половые органы и красный костный мозг;
10. Внимательно прочитайте задание и определите, какие дозы облучения людей (в рентгенах) соответствуют следующим признакам поражения:
а) через несколько часов после облучения появляется лучевая болезнь III степени, которая в большинстве случаев приводит к смертельному исходу;
б) после однократного облучения появляется рвота, чувство усталости, в организме сокращается количество белых кровяных телец; серьезной потери трудоспособности не наступает;
в) отсутствуют признаки поражения;
г) пораженные погибают в первые дни облучения в результате молниеносной формы лучевой болезни.
11. Какую цель преследует проведение йодной профилактики? Не допустить:
а) возникновения лучевой болезни;
б) внутреннего облучения;
в) поражения щитовидной железы.
12. Какое заболевание вызывает проникающая радиация у незащищенных людей? Назовите правильный ответ:
а) поражение центральной нервной системы;
б) поражение опорно-двигательного аппарата;
в) лучевую болезнь.
13. Тяжелую степень лучевой болезни вызывает доза облучения:
а) 450 бэр.;
б) 10 бэр.;
в) 0,5 бэр.
14. Определите какие из приведенных марок противогазов и респираторов необходимо использовать для защиты от радиоактивного йода? Назовите правильный ответ:
а) ГП-5;
б) ГП-7;
в) ПДФ-Д;
г) ПДФ-Ш;
д) ПДФ-2П;
е) ПДФ-2Ш;
ж) «Лепесток»;
з) Р-2, Р-2Д.
15. Что необходимо сделать при оповещении об аварии на радиационно-опасном объекте? Определите из предложенных вариантов последовательность ваших действий:
а) надеть средства индивидуальной защиты;
б) освободить от продуктов питания холодильник и вынести скоропортящиеся продукты и мусор;
в) включить радиоприемник, телевизор и выслушать сообщение;
г) следовать на сборный эвакуационный пункт;
д) взять необходимые продукты питания, вещи и документы;
е) вывесить на двери табличку: «В квартире жильцов нет»;
ж) выключить газ, электричество, погасить огонь в печи.
16. При движении по зараженной радиоактивными веществами местности необходимо:
а) находиться в средствах индивидуальной защиты органов дыхания и кожи;
б) периодически снимать средства индивидуальной защиты органов дыхания и кожи и отряхивать их от пыли;
в) двигаться по высокой траве и кустарнику;
г) избегать движения по высокой траве и кустарнику;
д) без надобности не садиться и не прикасаться к местным предметам;
е) принимать пищу и пить только при ясной безветренной погоде;
ж) не принимать пищу, не пить, не курить;
з) не поднимать пыль и не ставить вещи на землю.
Выберите из предложенных вариантов ваши дальнейшие действия и расположите их в логической последовательности.
17. При проживании в районе с повышенным радиационным фоном и радиоактивным загрязнением местности, сложившимся в результате аварии на АЭС, вам по необходимости приходится выходить на улицу (открытую местность).
Какие санитарно-гиенические мероприятия вы должны выполнить при возвращении в дом (квартиру)? Ваши действия и их последовательность:
а) перед входом в дом снять одежду и выбить (вытряхнуть) из нее пыль;
б) обувь ополоснуть в специальной емкости с водой, протереть влажной тканью и оставить у порога;
в) воду из емкости вылить в канализацию;
г) войдя в помещение, верхнюю одежду повесить в плотно закрывающийся шкаф;
д) верхнюю одежду повесить в специально отведенном месте у входа в дом (на улице);
е) вымыть руки и лицо;
ж) принять душ с мылом.
18. Управление ГОЧС передало сообщение об аварии на АЭС. В нём жителям района, в котором вы живете, рекомендовано покинуть свои квартиры (дома) и прийти на сборный пункт для эвакуации в безопасную зону. Родители находятся на работе. Вы располагаете временем 1,5 часа. Ваши действия и их последовательность:
а) позвонить родителям на работу и сообщить о случившемся;
б) вывесить на двери табличку об отсутствии в квартире жителей и следовать на сборный пункт;
г) выключить газ, электричество, погасить огонь в печи;
д) переодеться в чистую одежду;
е) освободить холодильник от продуктов, вынести скоропортящиеся продукты и мусор в мусоросборник;
з) использовать намоченный носовой платок в качестве средства защиты органов дыхания при следовании на сборный пункт.
Ключ
Аварии с выбросом радиоактивных веществ
1. б;в;е. 6. в;г;е;ж;к;л. 11. в. 16. а;г;д;ж;з.
2. в. 7. б;в;е. 12. в. 17. д;б;ж.
3. а. 8. в;г;е. 13. а. 18. а;е;г;б;з.
5. в. 9. а-I группа, II группа, III группа. 14. б;е.
10. а – 400-700 р., б – 100 р., 15. в;б;ж;д;а;е;г.
в – 50 р., г – более 1000 р.
Источник
И ионизирующих излучений
Изучение свойств РВ и ИИ необходимо начинать со строения атома и атомного ядра.
Весь мир состоит из атомов, имеющих размер порядка 10-8…10-10 м – атом меньше горошины настолько, насколько горошина меньше земного шара. Основная часть массы атома сосредоточена в ядре, вокруг которого с огромной скоростью (несколько тысяч км/с) вращаются электроны (рис. 1). Поскольку скорость вращения электронов велика, и движутся они во всех плоскостях вокруг ядра, формируются электронные оболочки – сферы определенного радиуса с центром в ядре.
Рис. 1. Строение атома
Ядро по размерам намного меньше самого атома – 10-12…10-15 м: если бы ядро было с копеечную монету, ближайший электрон обращался бы вокруг него на расстоянии около ста метров. Атомные ядра сложены из положительно заряженных протонов и нейтронов, не имеющих электрического заряда: по массе эти частицы примерно одинаковы. Масса протона (примерно 1,67 ·10-27 кг) принята за эталонную единицу – атомную единицу массы (а.е.м.).
Электрон в 1836 раз легче протона, но его отрицательный заряд (1,6 ·10 ‑19 Кл) полностью уравновешивает положительный заряд протона. Заряд электрона принят за эталонную единицу – элементарный заряд. Поскольку количество электронов в атоме равно количеству протонов в ядре, их заряды компенсируют друг друга и атом остается электрически нейтральным.
Число протонов в ядре определяет порядковый номер Z элемента в таблице Менделеева. Один химический элемент может иметь несколько разновидностей – изотопов, ядра которых содержат одинаковое количество протонов, но разное количество нейтронов. Нейтрон не влияет на заряд ядра, но увеличивает его массу. При обозначениях изотопов указывается символ элемента X (латинскими буквами) и атомная масса Am (общее количество протонов и нейтронов в ядре) – например: изотопы углерода 12C (углерод-12) и 14C (углерод-14); изотопы стронция 89Sr (стронций-89) и 90Sr(стронций-90); изотопы цезия 134Cs (цезий-134) и 137Cs (цезий-137). Изотопы имеют одинаковые химические свойства – различить их можно только по массе. Из 108 известных на сегодняшний день элементов каждый имеет несколько изотопов. Минимальное количество имеет водород – 3 изотопа: 1H (протий), 2H (дейтерий), 3H (тритий). Максимальное количество изотопов у цезия – 38. Собственные названия имеют только изотопы водорода – для обозначения изотопов элементов используют либо сокращенную форму записи – AmX (например 90Sr), либо полную –AmZX (например 9038Sr).
Многие изотопы стабильны – в отсутствие внешних воздействий никогда не претерпевают никаких изменений. Но большая часть изотопов нестабильна – с течением времени они превращаются в другие изотопы (данного элемента или других, более легких). Нестабильные изотопы называются радиоактивными.
Радиоактивность – способность самопроизвольного распада атомных ядер, сопровождающегося выделением ионизирующих излучений.
Ядра могут испускать излучение под действием как внутренних, так и внешних факторов, но в любом случае излучение идет из ядра – поэтому атомную энергию часто называют ядерной.
Атомные ядра называют в физике нуклидами. Радионуклиды – нестабильные нуклиды (нуклиды, подверженные радиоактивному распаду). Термин “радиоактивность” появился в конце ХIХ века, после открытия элемента радия (по-латински “испускающий лучи”).
Поскольку протон и нейтрон имеют практически одинаковые массы (нейтрон примерно на 0,1% тяжелее протона), физики присвоили им общее название “нуклон”. Когда известно общее количество нуклонов Am и порядковый номер элемента Z, равный количеству протонов, можно определить количество нейтронов в ядре N = Am – Z. Если количество нейтронов в ядре превосходит количество протонов в 1,5 и более раз, такое ядро является нестабильным и, рано или поздно, произойдет его распад. Если количество нейтронов в ядре незначительно превосходит число протонов, ядро стабильно и распасться может только при внешнем воздействии (например, облучение ядра потоком разогнанных до высоких скоростей элементарных частиц).
Излучение, испускаемое ядром, достигает соседних атомов – при этом может произойти их ионизация.
Ионизация – процесс разделения электрически нейтральных атомов на положительно- и отрицательно-заряженные ионы.
Электроны в атоме движутся на определенном, четко фиксированном расстоянии от ядра – по так называемым “разрешенным” стационарным орбитам. Если атом в результате внешнего облучения получает дополнительную энергию, электрон переходит на другую, более высокую стационарную орбиту, то есть более удаленную от ядра (рис. 2). Новое состояние атома, содержащее такие электроны, называется “возбужденным”. Как только энергия возбуждения превысит энергию связи электрона с ядром, он вылетит из атома (рис. 3).
При ионизации атома образуется один или несколько легких отрицательно-заряженных ионов (электронов) и один тяжелый положительно-заряженный ион.
Рис. 2. Переход электрона на более высокую орбиту
Рис. 3. Схема ионизации атома
Ионизированные атомы приобретают особые физические и химические свойства: к примеру, они способны вступать в реакции, в которых неионизированные атомы не участвуют. Если эти химические реакции протекают в живых организмах, создается серьезная угроза для их жизни и здоровья.
Возникшие положительно-заряженные ионы могут захватывать электроны, вновь образуя нейтральный атом. Данный процесс называется рекомбинацией.
Излучение должно обладать достаточной большой энергией, чтобы “оторвать” один или несколько электронов от атома. К примеру, радиоволны, видимый свет или ультрафиолетовое излучение такой способностью не обладают – они могут только “передвинуть” электроны атома на более высокую орбиту.
Излучение, способное ионизировать атомы, называется ионизирующим.
При распаде радионуклиды испускают несколько видов ионизирующих излучений, основными из которых являются альфа-, бета- и гамма-излучение.
Рис. 4. Ионизирующие излучения,
выделяющиеся при распаде радионуклидов
Альфа-излучение – это поток положительно-заряженных частиц (α-частиц) (рис. 4). Источниками α-частиц являются тяжелые радионуклиды, расположенные в конце таблицы Менделеева: висмут-210, радон-222, уран-235, плутоний-239 и другие. Количество нейтронов в ядре данных изотопов значительно превосходит количество протонов. При распаде от ядра “отрывается” значительная по массе и размерам частица, состоящая из 2 протонов и 2 нейтронов. Фактически это ядро атома гелия, имеющая массу 4 и заряд +2. Начальная скорость α-частиц достигает 20000 км/с. Они способны ионизировать почти все атомы на своем пути (ионизирующая способность в воздухе достигает 6000 атомов на миллиметр траектории). Но из-за своей огромной, по атомным масштабам, массы α-частицы не способны преодолевать большие расстояния – в воздухе они представляют опасность на расстоянии до 10 сантиметров от источника радиации. По мере продвижения в веществе α-частицы теряют свою энергию, и на некотором расстоянии от начала пути их скорость становится равной скорости теплового движения атомов и молекул среды – в этом случае α-частицы опасности уже не представляют. Глубина проникновения частиц в вещество (так называемый пробег или длина пробега) является величиной, зависящей от типа излучения и его энергии. В воде пробег α-частиц не превышает 1 см, а в алюминии 0,01 мм. α-частицы легко задерживаются практически любыми материалами – бумагой, тканью одежды, полиэтиленовой пленкой и т.д. Даже человеческая кожа является непреодолимой преградой для данного вида излучения – пробег α-частиц в роговом слое, состоящем из мертвых, высохших клеток, не превышает 0,05 мм, тогда как средняя толщина этого слоя у человека составляет примерно 0,07 мм. Таким образом, при внешнем облучении α-частицы опасности не представляют – главное, чтобы α-излучающие радионуклиды не попали внутрь организма.
Альфа-излучающие радионуклиды практически безопасны при внешнем облучении, но чрезвычайно опасны при попадании внутрь организма (через поврежденную кожу, органы дыхания, желудочно-кишечный тракт).
Бета-излучение – поток отрицательно- (иногда положительно-) заряженных легких частиц (β-частиц) (рис. 4). β-частицы образуются при распаде элементов, расположенных в начале и середине таблицы Менделеева: трития-3, стронция-90 и т.д. β-частица представляет собой электрон (позитрон), передвигающийся в пространстве с очень большой скоростью (начальная скорость β-частиц достигает 200000 км/с). При обозначении “электронную” β-частицу обозначают β– (отрицательный заряд), “позитронную” – β+ (положительный заряд). Ионизирующая способность β-частиц в воздухе достигает 6 атомов на миллиметр траектории, что намного меньше, чем у α-частиц, но благодаря своей малой массе β-частицы могут преодолевать большие расстояния, измеряемые метрами (в воздухе пробег – до 10 м и более).
Бумага или ткань одежды не защитят человека от бета-излучения. Необходимо использовать специальные экраны из металла (например, алюминия) или других материалов, способных затормозить бета-частицы. Для защитных экранов не используют плотные металлы, такие как свинец, потому что при быстром торможении β-частиц в данном материале образуется “тормозное” рентгеновское излучение. Можно использовать только легкие металлы, в которых торможение β-частиц происходит плавно, без выделения вредных излучений.
Лучшей защитной мерой будет удаление от источника бета-излучения на несколько метров. Главное, чтобы бета-излучающие радионуклиды не попали с вдыхаемым воздухом, пищей или водой внутрь организма.
Бета-излучающие радионуклиды представляют опасность как при внешнем, так и при внутреннем облучении организма.
Гамма-излучение (γ-лучи) – поток электромагнитных волн, по своей природе сходных с обычным светом, только имеющих короткую длину (и высокую частоту). Как и свет, гамма-излучение не имеет электрического заряда и массы покоя, и распространяется от источника радиации по прямолинейной траектории со скоростью 300000 км/с (рис. 4). Ионизирующая способность γ-лучей меньше, чем у β-частиц (в воздухе 1 атом на сантиметр траектории).
Защититься от гамма-излучения довольно сложно. Во-первых, в воздухе гамма-излучение способно преодолевать расстояния, измеряемые десятками и даже сотнями метров (в вакууме – километрами). Во-вторых, если используются защитные экраны, приходится делать их толстыми и массивными. Стены бревенчатого дома ослабляют гамма-излучение всего в 2 раза, кирпичного или бетонного – в 4…5 раз. Броня танка ослабляет гамма-излучение в 8…10 раз. Лучшей защитой является использование экранов, изготовленных из тяжелых металлов – вольфрама, висмута и т.д. Чаще всего используется свинец (причина – относительно низкая стоимость).
Удаление от источника радиации является самой эффективной мерой защиты. Интенсивность излучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния от источника: интенсивность излучения на расстоянии 2 метра от источника в 4 раза меньше, чем на расстоянии 1 метр; на расстоянии 4 метра меньше уже в 16 раз; на расстоянии 10 метров меньше в 100 раз и т.д.
Гамма-излучающие радионуклиды представляют опасность в основном при внешнем облучении организма.
Гамма-излучение испускают многие радионуклиды: кобальт-60, йод-131, цезий-134, цезий-137 и т.д. Эти радионуклиды в больших количествах образуются при ядерных взрывах, а также могут попасть в окружающую среду из разрушенных атомных реакторов и радиоизотопных установок.
Большинство радионуклидов испускают смешанное излучение: гамма- и бета-, альфа- и гамма- и даже альфа-, бета- и гамма-, как у радия-226 (рис. 4).
При работе некоторых электрических установок (высоковольтных выпрямителей, рентгенодиагностических аппаратов, электронно-лучевых трубок) возникает рентгеновское излучение (X-лучи), по своим свойствам напоминающее гамма-излучение, но проникающая способность у X-лучей ниже, чем у γ-лучей (для защиты требуются защитные экраны из тяжелых металлов меньшей толщины). Ионизирующая способность рентгеновских лучей так же меньше, чем у γ-лучей, и в воздухе не превышает 1 атома на 2 см траектории.
Рентгеновское излучение представляет опасность только при внешнем облучении организма.
При ядерных взрывах и некоторых авариях на атомных реакторах серьезную угрозу для населения представляет нейтронное излучение. Нейтроны (n) образуются в большом количестве при ядерных цепных реакциях. Начальная скорость нейтронов не превышает 20000 км/с, но у этих частиц достаточно высокая ионизирующая способность (в воздухе – 60 атомов на миллиметр траектории) и большой пробег, измеряемый в воздухе десятками метров. Нейтроны движутся от источника радиации по сложной криволинейной траектории, что создает определенные трудности при сооружении защитных экранов. Особая опасность нейтронного излучения в том, что под его воздействием в облучаемых объектах (металлах) возникают ядерные реакции, в результате которых сами эти объекты становятся радиоактивными (так называемая наведенная γ-радиоактивность).
Нейтронное излучение представляет опасность только при внешнем облучении организма.
Защититься от нейтронного излучения труднее, чем от гамма-излучения: свинцовые экраны способны лишь незначительно ослабить поток нейтронов. Хорошо тормозят и задерживают нейтроны материалы, содержащие водород, такие как парафин, полиэтилен, а также обычная вода. В качестве защитных экранов используют также пластины из бора, графита и кадмия.
Таблица 1
Источник