Содержание

 

  1 Ведение

  2 Активность  радиоактивного вещества

  3 Естественная радиоактивность

  4 Техногенная радиоактивность

  5 Единицы активности в СИ и внесистемные

  6 Заключение

  7 Литература

        

 

  

           Введение

  По  своим масштабам и последствиям авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) представляет собой глобальную экологическую  катастрофу. В результате катастрофы на ЧАЭС в атмосферу было выброшено  большое количество радиоактивных  веществ, суммарная активность которых  – десятки миллионов Кюри (~ Ки), а также несколько тонн ядерного топлива. Из шести областей Беларуси пять загрязнено долгоживущими радиоизотопами (23% территории, на которой проживало на момент аварии 2,1 млн. человек - пятая часть населения Республики Беларусь). Наибольшее радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий имеют Гомельская (45%), Могилевская (23%) и Брестская (23%) области.

      Поскольку последствия аварии на ЧАЭС многие годы будут влиять на состояние экономики  нашей Республики, необходимы определенные знания для выполнения разнообразных  работ во всех областях промышленности и сельского хозяйства Республики Беларусь, а также необходимо иметь  четкое представление о степени  радиационной опасности, которой могут  подвергаться люди.

   

 

  

         Активность радиоактивного вещества

  Радиоактивность – это самопроизвольное превращение  атомов одних химических элементов  в атомы других химических элементов. Явление радиоактивности открыл Анри Беккерель в 1896 году, обнаруживший испускание солями урана (U) лучей, обладающих высокой проникающей способностью. Вскоре оказалось, что аналогичной способностью обладает торий (Th). В 1898 году М.Склодовская-Кюри и П.Кюри открыли два новых элемента – радий (Ra) и полоний (Po), радиоактивные свойства которых проявлялись еще сильнее, чем у тория и урана. Большое значение для изучения радиоактивности имели работы Э.Резерфорда, Ф.Содди, К.Фаянса и др. Для того, чтобы понять, что такое явление радиоактивности, рассмотрим следующие моменты. Мельчайшими частицами, из которых состоит любое вещество, являются атомы, которые входят в состав молекул. Атом любого вещества состоит из ядра и электронов, которые вращаются вокруг атома. Строение атома можно сравнить со строением солнечной системы. Солнце – это ядро атома, планеты – это вращающиеся вокруг атома электроны. Конечно, необходимо учесть, что ядро атома и электроны чрезвычайно малы и невидимы человеческим глазом. Понятие «атом» возникло еще в античном мире и в переводе с греческого означает «неделимый».

  Представления об атоме использовались наукой на протяжении многих столетий, однако даже в конце Х1Х века строение атома было неизвестно. Долгое время атом рассматривался как бесструктурная неделимая материальная частица. Считалось,что разновидностей атомов столько, сколько может существовать химических элементов, и что все атомы данного элемента совершенно одинаковы. Также считалось, что атомы неизменны, то есть атом одного элемента не может превратиться в атом

другого, и единственной количественной характеристикой атома  был атомный вес.

  Величины  атомных весов легли в основу периодического закона, открытого в 1869 году Д.И.Менделеевым. В результате развития науки и открытий, совершенных английским ученым Э.Резерфордом, датским физиком Н.Бором, немецким физиком М.Планком, советским ученым Д.Иваненко, немецким ученым В. Гейзенбегом и другими сформировалось современное представление об атоме. Атом оказался сложным и уникальным материальным образованием, построенным из трех видов элементарных частиц – протонов, нейтронов и электронов. Причем протоны и нейтроны сосредоточены в ядре атома. Линейные размеры ядра малы по сравнению с размерами атома, но в ядре сосредоточена основная масса атома. Атом как устойчивая материальная структура интересен еще и тем, что в нем проявляются различные виды взаимодействий.

  У различных  атомов ядро одно, а количество электронов различно, от одного, как у водорода, до десятков и сотен. То есть атомы различных химических элементов имеют различное число электронов.

  Активность  радиоактивного вещества - отношение  числа актов распада в радиоактивном  веществе ко времени, в течение которого этот распад произошел. Единицами активности радиоактивного вещества являются беккерель (Бк) и кюри (Ки)/ В конце 1895 года Вильгельм Конрад Рентген открыл лучи, которые обладали необычными свойствами – свободно проходили сквозь предметы, не прозрачные для видимого света. Впоследствии они получили название рентгеновских лучей – в честь открывшего их ученого. В 1896 году французский ученый Анри Беккерель открыл явление радиоактивности: лучи излучаются веществами, в состав которых входит уран. В дальнейшем польский физик Мария Склодовская и её муж, француз Пьер Кюри изучили это явление и назвали его радиоактивностью. В последующем учёные установили, что радиоактивное излучение– это сложное излучение, в состав которого входят лучи трёх видов, отличающиеся друг от друга проникающей способностью. Хуже всего проникающие лучи назвали α-лучи, проникающие лучше – β -лучи, а лучи, имеющие наибольшую проникающую способность, γ-лучи. Альфа-лучи обладают очень малой проникающей способностью полностью поглощаются листом бумаги. Бета-лучи проникают значительно больше, чем альфа-лучи. Они могут пройти в воздухе до 15 метров, в биологической ткани и воде – до 12 мм, в алюминии – до 5 мм. Гамма-лучи представляют собой электромагнитное излучение. Проникающая способность этих лучей значительно больше, чем альфа ибета. Указанные виды распада встречаются в природе. Изучение искусственных радиоизотопов позволило обнаружить новые виды радиоактивных превращений: β+ распад, или испускание позитрона, и К-захват, или электронный захват (поглощение ядром электрона с ближайшей электронной оболочки). Предсказана и доказана возможность существования других видов радиоактивности – протонной, двупротонной, нейтронной, двунейтронной, «углеродной», «неоновой».

  Явление радиоактивности  характеризуется тремя факторами:

  1) скоростью радиоактивного распада;

  2) видом  испускаемых частиц;

  3) энергией  испускаемых частиц.

  Радиоактивный распад сопровождается гамма-излучением. Распадаясь, радиоактивные элементы могут превращаться в другие радиоактивные элементы, которые тоже в свою очередь распадаются, или в нерадиоактивные, то есть стабильные элементы, в этом случае дальнейший распад не происходит. Существуют разновидности одного и того же элемента, они могут быть   радиоактивными и нерадиоактивными.

  Радиоактивные разновидности называются радионуклидами. Для каждого радиоактивного элемента существует строго определенное время, за которое распадается половина от количества элемента. Это время называется периодом полураспада.

  Период полураспада  у различных элементов составляет от долей секунды до миллиардов лет. __

  Для ослабления гамма-излучения вдвое, необходимо установить защиту из пластины свинца толщиной 1,8 см, слоя бетона толщиной 10 см, дерева толщиной 30 см.

        ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

  Биосфера  Земли постоянно подвержена радиоактивному излучению, источниками которого являются радиоактивные элементы, рассеянные в земной коре, в воде, в воздухе. Со времени образования Земли таких элементов осталось немного и к ним относятся уран-235, уран-238, торий-232, рубидий-87. Сохранились они благодаря очень большим периодам полураспада. Например, калий-40 имеет период полураспада 1,32 млрд. лет, период полураспада урана-238 примерно равен возрасту Земли и составляет 4,5 млрд. лет. Радиоактивное излучение, возникающее в процессе распада этих элементов, создает естественный радиационный фон Земли. Среди продуктов распада этих элементов присутствуют газообразные радиоактивные элементы радон и торон, по трещинам и порам земной коры выделяющиеся на поверхность Земли. Некоторые радиоактивные элементы, например калий-40, являются составляющей частью живых организмов. В том числе. Человека. Кроме того, Земля постоянно подвержена воздействию космического излучения. Космическое излучение представляет собой поток частиц, главным образом протонов, которые приходят к Земле от Солнца и из глубин космоса. Энергия этих частиц очень велика, и от их губительного воздействия биосферу Земли спасает атмосфера, в которой они теряют значительную часть энергии, превращаясь в частицы других видов. При прохождении через атмосферу эти частицы также растрачивают свою энергию и до поверхности Земли не доходят. Но космическое излучение оказывает значительное воздействие на высокогорные объекты биосферы, на пассажиров самолетов, космонавтов. В нижних слоях атмосферы ее плотность наибольшая и уменьшается с высотой. Соответственно, с высотой увеличивается интенсивность космического излучения.

  Таким образом, источники природной радиации могут  быть подразделены на четыре категории:

  ·космическое  излучение;

  ·природные  элементы, содержащиеся в земной коре;

  ·природные  элементы, содержащиеся в теле человека;

  ·газообразные радиоактивные элементы радон и  торон

 

  

          ТЕХНОГЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

 

  Источниками техногенной радиоактивности являются некоторые сферы деятельности человека, в том числе отрасли промышленности.

  Значительный  вклад в формирование техногенной  радиоактивности за счет естественных радионуклидов вносит горнодобывающая промышленность при разработке месторождений нефти, газа, каменного угля, калийных солей, строительныхматериалов и т.д.

  В энергетической промышленности при работе ТЭЦ, работающих на каменном угле, происходит выброс в атмосферу естественных радионуклидов. Выбросы естественных и искусственных радионуклидов производят предприятия ядерноэнергетического цикла. Кроме того, предприятия ядерной энергетики являются потенциальными источниками загрязнения биосферы Земли го топливного цикла. Добыча и переработка урановой руды, превращение ее в ядерное топливо, изготовление тепловыделяющих элементов ядерных реакторов, хранение и переработка ядерного топлива, транспортировка, хранение и захоронение радиоактивных отходов вносят значительный вклад в формирование техногеннойрадиоактивности в биосфере.

  Источниками увеличения техногенной радиоактивности  являются научные и медицинские учреждения, использующие радиоактивные вещества.

  Радионуклиды, повышающие техногенную радиоактивность, содержат некоторые научные, промышленные и бытовые приборы.

  Источником  глобального радиоактивного загрязнения стали испытания ядерного оружия, проводимые США, СССР, Великобританией, Францией, Китаем, Индией и другими странами.

  К техногенным  источникам радиоактивности следует, конечно, отнести аварии на предприятиях ядерной энергетики. Об этом свидетельствуют аварии в Уиндескейле (Англия), Чернобыле (СССР). Чернобыльская катастрофа по своим масштабам, последствиям реальным и возможным, стала крупнейшей за всю историю использования_ядерной энергии.  

       Единицы активности в СИ и внесистемные

    Активность  характеризует интенсивность распада  радиоактивного препарата и измеряется количеством распадающихся за одну секунду ядер в данном образце. Чем  больше радиоактивных превращений  происходит за одну секунду в образце, тем выше его активность и тем  более интенсивное излучение  он создает. Поэтому, содержание радионуклида в образце, а также уровень  его загрязнения радионуклидами удобно измерять не единицами массы, а активностью.

  Количество  или содержание радиоактивного материала  определяют термином «а к т и в  н о с т ь». При этом совершенно понятна бессмысленность выражения  данной величины в единицах массы. Исторически  сложилось так, что указанная  единица была введена применительно  к радию, один грамм которого и  обладал активностью в 1 Ки.

  Когда начали использовать эту единицу по отношению  ко всем остальным радиоактивным  элементам, 1 Ки стал выроажать количество вещества, в котором за 1 с. происходит распад 37 млрд. атомов. Поскольку Кюри относительно крупная единица радиоактивности, чаще применяют милликюри, (одна тысяная часть кюри), микрокюри (одна миллионная част кюри).

  Новая единица  активности в Международной системе  единиц – беккерель (Бк), названная  в честь первооткрывателя радиоактивности  А.А. Беккереля и соответствующая 1 распаду в 1 с.

  Один беккерель  – мелкая единица, по отношению к  одному кюри 1 Бк = 27пКи.

  Важно здесь  осознать, что определение активности радиоактивного изотопа само по себе еще ничего не говорит о дозах радиации. Активность всего лишь указывает на число атомов, распадающихся в секунду, и ничего не говорит о виде радиоактивного излучения или о величине его энергии. Для характеристики этих величин введены другие единицы их измерения.

  В указанной  ниже таблице приведены единицы  активности и единицы измерения  доз, используемые в дозиметрии в  двух системах и их соотношения.

  Единицы активности и производные от них представлены в таблице 1.  

  Таблица 1.

      Единицы физических величин, используемых для  выражения количества радиоактивных веществ