Засоби радіаційної розвідки та дозиметричного контролю

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЮРИДИЧНА  АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ імені ЯРОСЛАВА МУДРОГО»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІНДИВІДУАЛЬНА РОБОТА

 

з навчальної дисципліни

«БЕЗПЕКА ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ»

 

 

 

 

 

 

     Виконала:                                                     студентка ** групи

                                                                          4 факультету

                                                                            ************

     Перевірив:                                                     доцент

                                                                         ****

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Харків

2012

1

 

 

ЗАТВЕРДЖУЮ

       Керівник  організації

                                   _________________*****

        ___________20___р.

 

 

ПЛАН –КОНСПЕКТ

 

Проведення  заняття з навчальної дисципліни «Безпека життєдіяльності»

 

ТЕМА 25. «Засоби радіаційної розвідки та дозиметричного контролю».

 Навчальна мета:

1. Вивчити методи і засоби виявлення, і вимірювання іонізуючих випромінювань.

2. Ознайомитися з призначенням, устроєм та порядком використання індивідуальних дозиметрів.

 

Час: 1 год.

  

Місце: аудиторія 116.

   

Метод проведення: практичне заняття.

   

Навчальні питання та розрахунок часу:

Вступ...................................................................................................3 хв.

1. Методи і засоби виявлення і вимірювання іонізуючих випромінювань.................................................................................20 хв.

2. Призначення,устрій та порядок використання індивідуальних дозиметрів.........................................................................................20 хв.

Заключна частина...............................................................................2 хв.

 

Нормативно-правовий документ та література:

1. Атамашок В. Г., Ширшев Л. Г., Акимов Н. И. Гражданская оборона. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1986.
2. Владимиров В.А., Михеев О.С., Хмель С.И. и др. Методика выявления и оценки рациональной обстановки при разрушениях (авариях) атомных электростанций. - М., 1989.
3. Губський А. І. Цивільна оборона. - К., 1995.

2

 

 

ВСТУП

 

Іонізуючі випромінювання існували на Землі ще задовго до появи на ній людини. Проте вплив  іонізуючих випромінювань на організм людини був виявлений лише наприкінці XIX ст. з відкриттям французького вченого А.Беккереля, а потім дослідженнями П'єра і Марії Кюрі явища радіоактивності. 

Поняття «іонізуюче випромінювання»  об'єднує різноманітні види, різні  за своєю природою, випромінювання. Подібність їх полягає в тому, що усі вони відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об'єкти.

Іонізуюче випромінювання — це будь-яке випромінювання, взаємодія  якого із середовищем призводить до утворення електричних зарядів різних знаків. Розрізняють корпускулярне і фотонне іонізуюче випромінювання. 

• Корпускулярне — потік елементарних частинок із масою спокою, відмінною від нуля, що утворюються при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, або генеруються на прискорювачах. Це α і β частки, нейтрони, протони та ін. 
• Фотонне — потік електромагнітних коливань, що поширюється у вакуумі з постійною швидкістю 300 000 км/с. Це γ(гамма)-випромінювання і рентгенівське випромінювання. 

Вони різняться умовами  утворення і властивостями: довжиною хвилі й енергією. До фотонного випромінювання належить й ультрафіолетове випромінювання — найбільш короткохвильова частина спектра сонячного світла (довжина хвилі 400*10~9м). 

Випромінювання характеризуються за своєю іонізуючою і проникаючою спроможностями. Іонізуюча спроможність випромінювання визначається питомою іонізацією, тобто числом пар іонів, що утворюються частинкою в одиниці об'єму, маси середовища або на одиниці довжини шляху. Різноманітні види випромінювань мають різноманітну іонізуючу спроможність. Проникаюча спроможність випромінювань визначається розміром пробігу, тобто шляхом, пройденим часткою в речовині до її повного зникнення. Джерела іонізуючих випромінювань поділяються на природні та штучні (антропогенні).

 

 

 

 

 

3

 

 

1. Методи і засоби виявлення, і вимірювання іонізуючих випромінювань

Під час вибуху ядерного боєприпасу утворюється велика кількість  радіоактивних речовин, ядра атомів яких здатні розпадатись і перетворюватись у ядра інших елементів, випускаючи при цьому невидимі випромінювання. Вони забруднюють місцевість, будівлі й різні предмети, діють на людей і тварин. Випромінювання радіоактивних речовин можуть бути трьох видів: гамма-випромінювання, бета-випромінювання, альфа-випромінювання.

 

Гамма-випромінювання — це електромагнітні хвилі, аналогічні рентгенівським променям. Поширюються у повітрі зі швидкістю 300 000 км/с. Здатні проникати через товщу різноманітних матеріалів. Становлять основну небезпеку для людей, бо іонізують клітини організму.

Бета-випромінювання — це потік електронів, які називаються бета-частинками. Швидкість їх руху може досягати в деяких випадках швидкості світла. Проникаюча здатність їх менша за гамма-випромінювання, але іонізуюча дія в сотні разів більша.

Альфа-випромінювання — це потік ядер атомів гелію, які називаються альфа-частинками. В них дуже висока іонізуюча дія. Область розповсюдження альфа-частинок у повітрі сягає всього 10 см, а в твердих та рідких тілах — ще менше. Одяг, засоби індивідуального захисту повністю затримують альфа-частинки. Внаслідок високої іонізуючої дії альфа-частинки дуже небезпечні у разі проникнення всередину організму.

Нейтрони утворюються тільки в зоні ядерного вибуху, їх іонізуюче випромінювання не має ні кольору, ні запаху,— людина їх не відчуває.

 

Основні методи виявлення і вимірювання іонізуючих випромінювань — іонізаційний ,фотографічний, хімічний, сцинтиляційний та іонізаційний.

• Фотографічний метод засновано на впливі іонізуючих випромінювань на світлочутливий шар фотоплівки, щільність потемніння якої пропорційна дозі опромінення.
• Метод індукованого випромінювання заснований на властивостях лазерних джерел світла.
• Хімічний метод грунтується на здатності іонізуючих випромінювань спричинювати хімічні зміни деяких речовин, що супроводжуються появою нового забарвлення розчину цих речовин.

4

 

• Сцинтиляційний метод використовує явище світіння (сцинтиляції) деяких речовин під впливом іонізуючих випромінювань. Кількість спалахів пропорційна інтенсивності випромінювання.
• Іонізаційний метод використовує явище іонізації атомів речовин під впливом іонізуючого випромінювання, внаслідок якого електричне нейтральні атоми розпадаються й утворюють іони. Якщо в опромінювану речовину помістити електроди і подати до них напругу від джерела постійного струму, то виникає іонний струм, сила якого пропорційна інтенсивності випромінювання. Цей метод є основним, і його нині використовують в усіх дозиметричних приладах.

 

Іонізаційний  метод заснований на використанні явища іонізації атомів речовини й утворення при цьому позитивних і негативних зарядів.

При придатку до речовини, що опромінюється, (детекторові) різниці потенціалів від джерела постійного електричного струму в ланцюзі цього джерела за законом фізики, з’являється іонізаційний електричний струм, що зміряється за допомогою відповідних вимірювальних приладів (мікроамперметрів і т.п.)

Пристрої(детектори), що працюють на цьому методі, прийнято називати іонізаційними камерами (ІК) або газорозрядними лічильниками.

 

Іонізаційна камера — це заповнений повітрям замкнутий простір з двома ізольованими один від одного електродами: корпус камери вкрито зсередини шаром струмо-провідної речовини. Цей шар разом з осердям є позитивним електродом камери, а негативним — металеве кільце, вихід з якого — через ізолятор. До електродів працюючої камери надходить напруга від джерела постійного струму, тому між її електродами виникає електричне поле. Під дією іонізуючих випромінювань деякі молекули повітря втрачають електрони і стають позитивно зарядженими іонами. Іони й електрони під впливом електричного поля переміщуються, і в ланцюгу камери виникає іонізуючий струм (мал. ). Величина цього струму пропорційна величині радіоактивного випромінювання.

 

Газорозрядний лічильник — це порожнистий металевий циліндр, що служить катодом; його заповнено сумішшю інертних газів з невеликою кількістю галогенів. Анодом є металева нитка, натягнена всередині циліндра і з'єднана з позитивним полюсом джерела живлення. Виводи анода і катода зроблені через ізолятори, розташовані у торцях корпуса

5

 

 
лічильника. На відміну від іонізаційних камер газорозрядні лічильники працюють у режимі ударної іонізації (мал. ). Іонізуючі випромінювання, потрапивши у лічильник, утворюють у ньому первинні електрони і позитивні іони; електрони під дією електричного поля переміщуються до анода лічильника і, здобувши кінетичну енергію, самі вибивають електрони з атомів газового середовища. Це явище й називається ударною іонізацією. Вибиті вторинні електрони також розганяються і разом з первинними підсилюють ударну іонізацію. Якщо у лічильник потрапляє хоча б одна частка іонізуючого випромінювання, це викликає утворення лавини вільних електронів, і до анода лічильника прямує багато електронів. Інертні гази створюють у корпусі газорозрядного лічильника умови для виникнення ударної іонізації, розряджання забезпечує швидке набування електронами необхідної кінетичної енергії.

Вимірювач потужності дози (рентгенометр) ДП-5В призначений  для вимірювання рівнів гамма-радіації і радіоактивної зараженості  різноманітних предметів гамма-випромінюванням. Передню панель зображено на малюнку . Потужність експозиційної дози гамма-випромінювання визначається у мілірентгенах (або рентгенах) на 1 год. для тієї точки простору, де знаходиться блок детектування приладу. Крім того, приладом ДП-5В можна виміряти і рівень бета-випромінювання.

 

Хімічні методи визначення і виміру ІВ засновані на використанні хімічних явищ(реакцій), що відбуваються в деяких речовинах при впливі на них ІВ. Існує кілька хімічних методів дозиметрії ІВ: методи засновані на окислювально-відбудовних реакціях (фермо-сульфатний, нітратний і ін..) і методи на основі хлорозаміщених вуглеводів (хлороформу, чотирьох хлористого вуглецю).

 

 Методи, які засновані на окислювально – відбудовних реакціях, володіють порівняно невисокою чутливістю до гамма-випромінювання (від 50 Р і вище).

Суть цих методів  полягає в тому, що під впливом  ІВ на хімічні розчини продуктів, що утворяться в результаті радіолізу води(радикали Н, ОН₂, НО₂) взаємодіючи між собою і молекулами речовини дадуть кольорові реакції. По щільності зміни фарбування розчину оцінюється інтенсивність (доза) випромінювання.

 

Методи на основі хлорозаміщених вуглеводів дозволяють визначати дози випромінювання від декількох рентгенів  і вище.

Суть цих методів  полягає в утворенні під дією ІВ ланцюгових хімічних реакцій, завдяки  яким у системі (розчині) утворюється велика

 

6

 
 
кількість кінцевих продуктів (соляної  кислоти), що визначаються за допомогою реактивів.

Хімічні методи дозиметрії прийнято вважати найбільш прийнятними  для визначення доз радіації, тому що вони являють собою системи, що при впливі на них ІВ незначно відрізняються від тканин живих організмів (організму людини). Основними недоліками хімічних дозиметрів: обмежений термін збереження (не більш 3-и років) і висока чутливість до впливу денного світла

 

Фотографічний метод заснований не властивостях фотоматеріалів (фотоплівок) втрачати оптичну щільність при впливі на них ІВ.

Суть процесів, що відбуваються, полягає в тому, що при впливі на фотоплівку ІВ в ній відбувається явище іонізації, тобто утворення  електронів, під дією яких на емульсійному шарі фотоплівки (желатин, що у своєму складі має гідрат срібла) відбувається відновлення срібла до нейтральних атомів (потемніння плівки).

 Щільність потемніння фотоплівки є показником кількості поглиненої енергії ІВ, а також, і дози опромінення живого організму.

Ці властивості фотоматеріалів, як відомо стали інструментом відкриття  А.Беккерелем у 1896р. явища радіоактивності.

Вимір щільності потемніння (дози випромінювання) здійснюється за допомогою приладів, що одержали назву  фото дозиметрів.

Достоїнствами фотографічного методу є:

• маленькі габарити і вага дозиметра(шматочок фотоплівки);
• досить широкий діапазон вимірів;
• можливість збереження накопиченої дози;
• низька вартість і можливість широкого використання на практиці.