Ионизирующие излучения

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

Нижневартовский экономико-правовой институт (филиал)

Кафедра Математики и естественных наук

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ»

НА ТЕМУ

«ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ»

  

 

 

 

Выполнила:

студентка I- ого курса

Направление «Менеджмент  организации»

Архипова Диана

 

Проверила: 

Старший преподаватель                                                                                                                       Шарохина Е.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

Нижневартовск, 2012

План

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. В чем состоит опасность  радиоактивного облучения людей? 

Назовите основные источники  радиации. . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . 4

2. Какие виды радиоактивного  облучения наиболее опасны при  внешнем облучении человека? . . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3. Каков основной механизм  взаимодействия ионизирующих излучений  с веществом? Что понимается  под ионизирующей и проникающей  способностью излучений? . . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

4. Какими единицами характеризуется  действие радиации на любые  вещества, в том числе на биологическую  ткань? . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . .14

5. Понятия поглощенной  и экспозиционной доз облучения  и мощностей этих доз. . . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6. Понятия эквивалентной  и эффективной доз облучения  и мощностей этих доз. . . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

7. Понятие критического органа, группы критических органов. . . . . . . . .  . .19

8.Каковы особенности биологического действия ионизирующих излучений?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Заключение. . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21

Список используемой литературы. . . . . . . .  .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

     Радиоактивные или, по-другому, ионизирующие излучения объединяют разные по своей физической природе виды излучений. Сходство между ними в том, что все они обладают высокой энергией, реализуют свое биологическое действие через эффекты ионизации и последующее протекание химических реакций в биологических структурах клетки, которые могут привести к ее гибели. Важно отметить, что ионизирующие излучения не воспринимаются органами чувств человека: мы его не видим, не слышим и не чувствуем воздействия на наше тело.

     Ионизирующие излучения состоят из частиц (заряженных и незаряженных) и квантов электромагнитной энергии. С ними население в любом регионе земного шара встречается ежедневно.

     Кроме того, человек встречается с искусственными источниками излучения, широко применяемыми в народном хозяйстве. Сюда относится, например, ионизирующее излучение, используемое в медицинских целях.

В естественном радиационном фоне выделяют так называемый технологически измененный естественный радиационный фон, который представляет излучения  от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате хозяйственной деятельности человека. Добываемые полезные ископаемые (фосфаты, сланцы, нефть, газ и увлекаемые с  ними пластовые воды) выносят на дневную поверхность многие химические вещества, включая и естественные радионуклиды. Их количественное содержание в земных породах колеблется в  широких пределах, в результате чего уровни радиоактивных загрязнений  в прилегающих районах различны – от незначительного превышения естественного фона до величин, представляющих определенную опасность для здоровья персонала и населения.

 

 

 

1. В чем состоит  опасность радиоактивного облучения  людей? Назовите основные источники  радиации.

Ответ:

    Радиоактивные вещества обладают особыми специфическими свойствами, которые могут представлять опасность для здоровья работающих.

Большая опасность радиоактивного излучения заключается в том, что оно не обнаруживается органами чувств человека. Человек в течение  долгого времени может находиться под действием опасной радиации, не испытывая никаких явных неприятных ощущений. Это порождает беспечность, пренебрежение требованиями охраны труда и в конечном счете приводит к тяжелым последствиям. Понимание грозящей опасности при работе с радиоактивными веществами имеет исключительно большое значение, не сравнимое ни с какой другой опасностью, связанной с профессиональной вредностью.

     Радиоактивное облучение организма человека может быть внешним и внутренним. При внешнем облучении, которое создается закрытыми источниками, опасны излучения, обладающие большой проникающей способностью. Внутреннее облучение возможно, когда радиоактивное вещество попадает внутрь организма через органы дыхания, поры кожи или места ее повреждения, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт. Внутреннее облучение действует в течение всего времени нахождения радиоактивного вещества в организме. Поэтому наибольшую опасность представляют радиоактивные изотопы с большим периодом полураспада и интенсивным излучением, медленно выделяющиеся из организма или концентрирующиеся в отдельных его органах.

     Биологическое действие радиоактивных излучений характеризуется ионизацией атомов и молекул организма, в результате чего происходит разрыв нормальных молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений. Это, в свою очередь, ведет к нарушению нормальных биохимических процессов обмена веществ в живых клетках. Лучевое воздействие большой силы и продолжительности может вызвать гибель отдельных клеток, органов, а впоследствии и всего организма.

     Под влиянием радиоактивных излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свертываемости крови и увеличение хрупкости капилляров; расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта и истощение организма; снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.

     При работе с радиоактивными веществами интенсивному облучению могут подвергаться руки, поражение кожи которых может быть хроническим или острым. Первые признаки хронического поражения обнаруживаются обычно не сразу: они проявляются в сухости кожи, трещинах на ней, ее изъязвлении, ломкости ногтей, выпадении волос.

     При остром лучевом ожоге кистей рук наблюдаются отеки, пузыри и омертвение тканей, могут появиться также долго не заживающие лучевые язвы, на месте образования которых возможны раковые заболевания.

     Кожа предохраняет организм от воздействия альфа-лучей и мягких бета-лучей, проникающая способность которых невелика. Но радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма при вдыхании загрязненного воздуха, через пищеварительный тракт (при питье загрязненной воды, курении) и в редких случаях через кожу.

     Наиболее опасны вещества, отлагающиеся в костях и жизненно важных органах. Накопление радиоактивных веществ в определенных органах приводит к их быстрому повреждению.

этих веществ внутрь организма.

Естественные  источники радиации

Космическое излучение

     Космическое  излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем  Земли, галактического космического  излучения и корпускулярного  излучения Солнца. В его состав  входят в основном электроны,  протоны и альфа-частицы. Это  так называемое первичное космическое  излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейтронов.

     Космическому  внешнему облучению подвергается  вся поверхность Земли. Однако  облучение это неравномерно. Интенсивность  космического излучения зависит  от солнечной активности, географического  положения объекта и возрастает  с высотой над уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на  Северном и Южном полюсах, менее  интенсивно в экваториальных  областях. Причина этого - магнитное  поле Земли, отклоняющее заряженные  частицы космического излучения.  Наибольший эффект действия космического  внешнего облучения связан с  зависимостью космического излучения  от высоты (рис.4).

     Солнечные  вспышки представляют большую  радиационную опасность во время  космических полетов. Космические  лучи, идущие от Солнца, в основном  состоят из протонов широкого  энергетического спектра (энергия  протонов до 100 МзВ), Заряженные частицы от Солнца способны достигать Земли через 15-20 мин после того, как вспышка на его поверхности становится видимой. Длительность вспышки может достигать нескольких часов.

     Величина дозы радиоактивного облучения, получаемая человеком, зависит от географического местоположения, образа жизни и характера труда.

Космогенные радионуклиды

     В результате ядерных реакций, идущих в атмосфере (а частично и в литосфере) под влиянием космических лучей, образуются радиоактивные ядра - космогенные радионуклиды.

    В создание  дозы наибольший вклад вносят 3H,  7Be, 14C и 22Na которые поступают  вместе с пищей в организм  человека. Взрослый человек потребляет с пищей 95 кг углерода в год при средней активности на единицу массы углерода 230 Бк/кг. Суммарный вклад космогенных радионуклидов в индивидуальную дозу составляет около 15 мкЗв/год.

      В трех радиоактивных семействах: урана (238U), тория (232Th) и актиния (235Ас) в процессах радиоактивного распада постоянно образуется 40 радиоактивных изотопов. Средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников, составляет около 0.35 мЗв, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы, обусловленной облучением из-за космического фона на уровне моря.

     Если человек  находится в помещении, доза  внешнего облучения изменяется  за счет двух противоположно  действующих факторов:

     1) Экранирование  внешнего излучения зданием.

     2) Облучение  за счет естественных радионуклидов,  находящихся в материалах, из  которого построено здание.

     В зависимости  от концентрации изотопов 40К,  226Ra и 232Th в различных строительных  материалах мощность дозы в  домах изменяется от 4·10-8 до 12·10-8 Гр/ч. В среднем в кирпичных,  каменных и бетонных зданиях  мощность дозы в 2-3 раза выше, чем в деревянных. В табл. 18 приведены  данные о фоновом облучении  в некоторых городах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Какие виды  радиоактивного облучения наиболее  опасны при внешнем облучении  человека?

Ответ:

   Радиоактивный фон, создаваемый космическими лучами (0,3 мЗв/год), дает чуть меньше половины всего внешнего облучения (0,65 мЗв/год), получаемого населением. Нет такого места на Земле, куда бы ни проникали космические лучи. При этом надо отметить, что Северный и Южный полюса получают больше радиации, чем экваториальные районы. Происходит это из-за наличия у Земли магнитного поля, силовые линии которого входят и выходят у полюсов.

     Однако более существенную роль играет место нахождения человека. Чем выше поднимается он над уровнем моря, тем сильнее становится облучение, ибо толщина воздушной прослойки и ее плотность по мере подъема уменьшается, а следовательно, падают защитные свойства.

     Те, кто живет на уровне моря, в год получают дозу внешнего облучения приблизительно 0,3 мЗв, на высоте 4000 метров – уже 1,7 мЗв. На высоте 12 км доза облучения за счет космических лучей возрастает приблизительно в 25 раз по сравнению с земной. Экипажи и пассажиры самолетов при перелете на расстояние 2400 км получают дозу облучения 10 мкЗм (0,01 мЗв или 1 мбэр), при полете из Москвы в Хабаровск эта цифра уже составит 40 – 50 мкЗв. Здесь играет роль не только продолжительность, но и высота полета.

     Земная радиация, дающая ориентировочно 0,35 мЗв/год внешнего облучения, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232. Естественно, уровни земной радиации на нашей планете неодинаковы и колеблются большей частью от 0,3 до 0,6 мЗв/год. Есть такие места, где эти показатели во много раз выше.

 

 

 

3. Каков основной  механизм взаимодействия ионизирующих  излучений с веществом? Что  понимается под ионизирующей  и проникающей способностью излучений?

Ответ:

     Все виды, ионизирующих излучений могут быть сгруппированы в квантовые (фотонные) и корпускулярные.

     К квантовым относятся электромагнитные излучения — тормозное и гамма-излучение, к корпускулярным — излучения, состоящие из частиц: пучки электронов, альфа-частиц, протонов, нейтронов, отрицательных пи-мезонов.

     Действие излучения на организм человека начинается с физического процесса — взаимодействия излучения с веществом, т. е. с атомами и молекулами тканей. При этом взаимодействии энергия квантов и частиц расходуется на ионизацию и возбуждение атомов и молекул. В зависимости от типа излучения и величины энергии механизм взаимодействия различен.

Протоны, альфа-частицы и  электроны постепенно теряют свою энергию  при столкновении с ядрами атомов и внешними электронами. Так как  масса альфа-частиц и протонов значительна  по сравнению с массой электронов атомов, с которыми они соударяются, то траектория альфа-частиц и протонов прямолинейна.

     Путь электрона в веществе извилист, поскольку он обладает малой массой и легко изменяет направление под действием электрических полей атомов. Поэтому всегда начальный пучок электронов в тканях имеет тенденцию к расхождению (рассеяние электронов).