Исследование способов защиты человека от ионизирующих излучений: Методические указания к лабораторной работе

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определить зависимости степени ослабления ионизирующего излучения от расстояния до радионуклидного источника излучения и от толщины защитных экранов.

2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Ионизирующие излучения - потоки частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.

К нему относятся рентгеновское и -излучения, а также излучения, состоящие из потоков заряженных или нейтральных частиц (- и -частицы, протоны, нейтроны и другие частицы, возникающие при различных ядерных реакциях).

-частицы - это положительно заряженные ядра гелия, испускаемые при радиоактивном распаде ядер или при ядерных реакциях. Они обладают большой ионизирующей и малой проникающей способностью. Длина пробега -частицы зависит от ее энергии и свойств среды. Наиболее высокоэнергетические -частицы могут пройти слой воздуха при нормальном атмосферном давлении не более 11 см или слой биологической ткани плотностью  = 1 г/см³ до 130 мкм.

Альфа-распад характерен для тяжелых элементов (урана, тория, полония, плутония, и др.).

-частицы - это электроны, испускаемые ядрами атомов при ядерных превращениях нейтронов в протоны. Проникающая способность их значительно выше, а ионизирующая способность меньше чем -частиц. -частицы с энергией более 70 кэВ могут проникать через базальный слой кожи (номинальный защитный слой равный 0.07 мм или 7 мг/см² ). Наиболее высокоэнергетические -частицы могут пройти в воздухе до 34 м, в биологической ткани до 3 см, в металле до 1 см.

Протоны - положительно заряженные ядра водорода. При одинаковой энергии с - и -частицами протоны занимают промежуточное положение между ними по проникающей и ионизирующей способности.

Нейтроны - нейтральные частицы, обладающие большой проникающей способностью.

-излучение - это электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях и ядерных реакциях, а также при распаде частиц, аннигиляции пар «частица-античастица» и других процессах.

-излучение не является самостоятельным типом радиоактивности, а со­провождает процессы - и -распадов. -излучение обладает большой прони­кающей способностью, изменяющейся в широких пределах. Ионизирующая способность значительно меньше чем - и -частиц.

Рентгеновское излучение - это электромагнитное (фотонное) излучение, возникающее при торможении веществом быстрых электронов и представ­ляющее собой совокупность тормозного и характеристического излучений. Тормозное излучение - это фотонное излучение с непрерывным энергетиче­ским спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заря­женных частиц. Характеристическое излучение - фотонное излучение с дис­кретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетиче­ского состояния электронов атома. Как и -излучение, рентгеновское излуче­ние обладает большой проникающей и малой ионизирующей способностью.

Фотоны, как и нейтроны, - косвенно-ионизирующие частицы; ионизация среды в поле фотонного (нейтронного) излучения производится заряженными частицами, возникающими при взаимодействии фотонов (нейтронов) с веще­ством. Ионизирующая способность возникающих при этом заряженных час­тиц меняется в широких пределах.

Ионизация вещества всегда сопровождается изменением его основных физико-химических свойств, а для биологической ткани - нарушением ее жизнедеятельности, вследствие чего ионизирующие излучения оказывают на живой организм поражающее действие. Поражение человека ионизирующим излучением возможно в результате как внешнего, так и внутреннего облуче­ния. Внешнее облучение создается источниками излучения, находящимися вне организма, а внутренне облучение создается радиоактивными вещества­ми, попавшими внутрь с воздухом, водой и пищей. Очевидно, что при внеш­нем облучении наиболее опасны излучения, имеющие высокую проникаю­щую способность, а при внутреннем — ионизирующую.

Внутренние облучения более опасны, чем внешние, от которых людей защищают стены помещений, одежда, кожные покровы, специальные средст­ва защиты и др.

Внутреннее облучение воздействует на незащищенные ткани, органы, системы тела, причем на молекулярном, клеточном уровне. Поэтому внутрен­нее облучение поражает организм больше, чем такое же внешнее.

Ионизирующие излучения при воздействии на организм человека могут вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к бо­лезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).