1. Ionisierende Strahlung
2. Nachweis- und Messmethoden
3. Maßeinheiten
4. Einheiten der Radioaktivität
5. Einheiten ionisierender Strahlung
6. Dosimetrische Werte
7. Strahlungsaufklärungs- und dosimetrische Überwachungsgeräte
8. Haushaltsdosimeter
9. Radiophobie

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung - Dies ist jede Strahlung, deren Wechselwirkung mit der Umgebung zur Bildung elektrischer Ladungen unterschiedlichen Vorzeichens führt.
Bei einer nuklearen Explosion, Unfällen in Kernkraftwerken und anderen nuklearen Umwandlungen tritt und wirkt Strahlung, die für den Menschen nicht sichtbar oder wahrnehmbar ist. Kernstrahlung kann ihrer Natur nach elektromagnetisch sein, beispielsweise Gammastrahlung, oder ein Strom sich schnell bewegender Elementarteilchen – Neutronen, Protonen, Beta- und Alphateilchen. Jede Kernstrahlung, die mit verschiedenen Materialien interagiert, ionisiert deren Atome und Moleküle. Die Ionisierung der Umgebung ist umso stärker, je höher die Dosisleistung der durchdringenden Strahlung bzw. die Radioaktivität der Strahlung und deren längere Einwirkung ist.

Die Wirkung ionisierender Strahlung auf Menschen und Tiere ist die Zerstörung lebender Zellen im Körper, was zu Erkrankungen unterschiedlichen Ausmaßes und in einigen Fällen zum Tod führen kann. Um die Auswirkungen ionisierender Strahlung auf Menschen (Tiere) zu beurteilen, müssen zwei Hauptmerkmale berücksichtigt werden: ionisierende und durchdringende Fähigkeiten. Schauen wir uns diese beiden Fähigkeiten für Alpha-, Beta-, Gamma- und Neutronenstrahlung an. Alphastrahlung ist ein Strom von Heliumkernen mit zwei positiven Ladungen. Die Ionisierungsfähigkeit der Alphastrahlung in der Luft ist durch die Bildung von durchschnittlich 30.000 Ionenpaaren pro 1 cm Weg gekennzeichnet. Das ist sehr viel. Darin liegt die Hauptgefahr dieser Strahlung. Die Durchschlagskraft hingegen ist nicht sehr groß. In der Luft bewegen sich Alphateilchen nur 10 cm weit. Sie werden von einem gewöhnlichen Blatt Papier aufgehalten.

Betastrahlung ist ein Strom von Elektronen oder Positronen mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit. Die Ionisierungsfähigkeit ist gering und beträgt 40 - 150 Ionenpaare pro 1 cm Luftweg. Die Durchdringungskraft ist viel höher als die der Alphastrahlung und erreicht in Luft 20 cm.

Gammastrahlung ist elektromagnetische Strahlung, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Die Ionisierungsfähigkeit der Luft beträgt nur wenige Ionenpaare pro 1 cm Wegstrecke. Aber die Durchdringungskraft ist sehr hoch – 50- bis 100-mal größer als die der Betastrahlung und beträgt Hunderte von Metern in der Luft.
Neutronenstrahlung ist ein Strom neutraler Teilchen, der mit einer Geschwindigkeit von 20.000 bis 40.000 km/s fliegt. Die Ionisierungskapazität beträgt mehrere tausend Ionenpaare pro 1 cm Weg. Die Durchschlagskraft ist extrem hoch und erreicht mehrere Kilometer in der Luft.
Unter Berücksichtigung der Ionisierungs- und Durchdringungsfähigkeit können wir eine Schlussfolgerung ziehen. Alphastrahlung hat eine hohe ionisierende und schwache Durchdringungsfähigkeit. Gewöhnliche Kleidung schützt eine Person vollständig. Am gefährlichsten ist das Eindringen von Alphateilchen in den Körper mit Luft, Wasser und Nahrung. Betastrahlung hat eine geringere Ionisierungskraft als Alphastrahlung, aber eine größere Durchdringungskraft. Kleidung kann keinen vollständigen Schutz mehr bieten; Sie müssen irgendeine Art von Abdeckung verwenden. Es wird viel zuverlässiger sein. Gamma- und Neutronenstrahlung haben eine sehr hohe Durchdringungsfähigkeit; Schutz vor ihnen können nur Schutzräume, Strahlenschutzräume, zuverlässige Keller und Keller bieten.

Nachweis- und Messmethoden

Durch die Wechselwirkung radioaktiver Strahlung mit der äußeren Umgebung kommt es zur Ionisierung und Anregung ihrer neutralen Atome und Moleküle. Diese Prozesse verändern die physikalisch-chemischen Eigenschaften des bestrahlten Mediums. Ausgehend von diesen Phänomenen werden Ionisations-, Chemie- und Szintillationsverfahren zur Erfassung und Messung ionisierender Strahlung eingesetzt.

Ionisationsmethode. Sein Wesen liegt darin, dass unter dem Einfluss ionisierender Strahlung in einem Medium (Gasvolumen) eine Ionisierung von Molekülen stattfindet, wodurch die elektrische Leitfähigkeit dieses Mediums zunimmt. Werden darin zwei Elektroden platziert, an die eine konstante Spannung angelegt wird, so kommt es zu einer gerichteten Bewegung der Ionen zwischen den Elektroden, d.h. Es fließt ein sogenannter Ionisationsstrom, der leicht gemessen werden kann. Solche Geräte werden Strahlungsdetektoren genannt. Als Detektoren in dosimetrischen Geräten werden Ionisationskammern und Gasentladungszähler unterschiedlicher Bauart eingesetzt.
Die Ionisationsmethode ist die Grundlage für den Betrieb dosimetrischer Instrumente wie DP-5A (B, V), DP-22V und ID-1.

Chemische Methode. Sein Wesen liegt darin, dass die Moleküle bestimmter Stoffe durch die Einwirkung ionisierender Strahlung zerfallen und neue chemische Verbindungen bilden. Die Menge der neu gebildeten Chemikalien kann auf verschiedene Arten bestimmt werden. Die bequemste Methode hierfür basiert auf einer Änderung der Farbdichte des Reagens, mit dem die neu gebildete chemische Verbindung reagiert. Das Funktionsprinzip des Chemikaliendosimeters DP-70 MP für Gamma- und Neutronenstrahlung basiert auf dieser Methode.

Szintillationsmethode. Diese Methode basiert auf der Tatsache, dass einige Stoffe (Zinksulfid, Natriumiodid, Calciumwolframat) leuchten, wenn sie ionisierender Strahlung ausgesetzt werden. Das Auftreten von Leuchten ist eine Folge der Anregung von Atomen unter Strahlungseinfluss: Bei der Rückkehr in den Grundzustand emittieren die Atome Photonen sichtbaren Lichts unterschiedlicher Helligkeit (Szintillation). Photonen des sichtbaren Lichts werden von einem speziellen Gerät eingefangen – der sogenannten Photomultiplier-Röhre, die jeden Blitz erkennen kann. Die Funktionsweise des Einzeldosismessgeräts ID-11 basiert auf der Szintillationsmethode zum Nachweis ionisierender Strahlung.

Maßeinheiten

Als Wissenschaftler Radioaktivität und ionisierende Strahlung entdeckten, tauchten auch deren Maßeinheiten auf. Zum Beispiel: Röntgen, Curie. Sie waren jedoch durch kein System verbunden und werden daher als nichtsystemische Einheiten bezeichnet. Überall auf der Welt gibt es mittlerweile ein einheitliches Maßsystem – SI (Internationales System). In unserem Land ist es ab dem 1. Januar 1982 verbindlich anzuwenden. Bis zum 1. Januar 1990 musste dieser Übergang abgeschlossen sein. Aufgrund wirtschaftlicher und anderer Schwierigkeiten verzögert sich der Prozess jedoch. Allerdings werden alle neuen Geräte, auch dosimetrische Geräte, in der Regel in neuen Einheiten kalibriert.

Einheiten der Radioaktivität

Die Aktivitätseinheit ist eine Kernumwandlung pro Sekunde. Zur Reduktion wird ein einfacherer Begriff verwendet: ein Zerfall pro Sekunde (Zerfall/s). Im SI-System wird diese Einheit Becquerel (Bq) genannt. In der Praxis der Strahlungsüberwachung, auch in Tschernobyl, wurde bis vor kurzem häufig eine systemfremde Aktivitätseinheit – der Curie (Ci) – verwendet. Ein Curie entspricht 3,7 * 1010 Kernumwandlungen pro Sekunde. Die Konzentration eines radioaktiven Stoffes wird üblicherweise durch die Konzentration seiner Aktivität charakterisiert. Sie wird in Aktivitätseinheiten pro Masseneinheit ausgedrückt: Ci/t, mCi/g, kBq/kg usw. (spezifische Aktivität). Pro Volumeneinheit: Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3. usw. (Volumenkonzentration) oder pro Flächeneinheit: Ci/km3, mCi/s m2. , PBq/m2. usw.

Einheiten ionisierender Strahlung

Um Größen zu messen, die ionisierende Strahlung charakterisieren, wurde historisch gesehen erstmals die Einheit „Röntgen“ verwendet. Dies ist ein Maß für die Expositionsdosis gegenüber Röntgen- oder Gammastrahlung. Später wurde „rad“ hinzugefügt, um die absorbierte Strahlungsdosis zu messen.

Strahlendosis(absorbierte Dosis) – die Energie der radioaktiven Strahlung, die in einer Einheit bestrahlter Substanz oder von einer Person absorbiert wird. Mit zunehmender Bestrahlungszeit erhöht sich die Dosis. Bei gleichen Bestrahlungsbedingungen kommt es auf die Zusammensetzung des Stoffes an. Die absorbierte Dosis stört physiologische Prozesse im Körper und führt in manchen Fällen zu einer Strahlenkrankheit unterschiedlicher Schwere. Als Einheit der absorbierten Strahlungsdosis bietet das SI-System eine spezielle Einheit – das Grau (Gy). 1 Gray ist eine Einheit der absorbierten Dosis, also 1 kg. Die bestrahlte Substanz absorbiert Energie von 1 Joule (J). Daher ist 1 Gy = 1 J/kg.
Die absorbierte Strahlendosis ist eine physikalische Größe, die den Grad der Strahlenbelastung bestimmt.

Dosisleistung(absorbierte Dosisrate) – Dosiserhöhung pro Zeiteinheit. Sie ist durch die Geschwindigkeit der Dosisakkumulation gekennzeichnet und kann im Laufe der Zeit zunehmen oder abnehmen. Seine Einheit im C-System ist Grau pro Sekunde. Dies ist die absorbierte Strahlungsdosisleistung, die in 1 s auftritt. In der Substanz entsteht eine Strahlendosis von 1 Gy. In der Praxis wird zur Schätzung der absorbierten Strahlungsdosis immer noch häufig eine systemexterne Einheit der absorbierten Dosisleistung verwendet: Rad pro Stunde (rad/h) oder Rad pro Sekunde (rad/s).

Äquivalente Dosis. Dieses Konzept wurde eingeführt, um die schädlichen biologischen Auswirkungen verschiedener Strahlungsarten quantitativ zu erfassen. Sie wird durch die Formel Deq = Q*D bestimmt, wobei D die absorbierte Dosis einer bestimmten Strahlungsart ist, Q der Strahlungsqualitätsfaktor ist, der für verschiedene Arten ionisierender Strahlung mit unbekannter spektraler Zusammensetzung für Röntgenstrahlung akzeptiert wird und Gammastrahlung-1, für Betastrahlung-1, für Neutronen mit einer Energie von 0,1 bis 10 MeV-10, für Alphastrahlung mit einer Energie von weniger als 10 MeV-20. Aus den angegebenen Zahlen geht hervor, dass Neutronen- und Alphastrahlung bei gleicher absorbierter Dosis eine 10- bzw. 20-mal größere schädliche Wirkung haben. Im SI-System wird die Äquivalentdosis in Sievert (Sv) gemessen. Ein Sievert entspricht einem Grau geteilt durch den Qualitätsfaktor. Für Q = 1 erhalten wir

1 Sv = 1 Gy = 1 J/k= 100 Rad= 100 Rem.
Q Q Q

Das REM (biologisches Äquivalent einer Röntgenstrahlung) ist eine nicht systemische Einheit der Äquivalentdosis, also einer absorbierten Dosis einer Strahlung, die die gleiche biologische Wirkung wie 1 Röntgenstrahlung der Gammastrahlung hat Gammastrahlung ist gleich 1, dann am Boden, kontaminiert mit radioaktiven Stoffen unter äußerer Bestrahlung von 1 Sv = 1 Gy; 1 rem = 1 rad; 1 Rad » 1 R.
Daraus lässt sich schließen, dass die Äquivalent-, Absorptions- und Expositionsdosis für Personen, die Schutzausrüstung tragen, in einem kontaminierten Bereich nahezu gleich sind.

Äquivalente Dosisleistung- das Verhältnis der Zunahme der Äquivalentdosis über einen bestimmten Zeitraum. Ausgedrückt in Sievert pro Sekunde. Da die Verweildauer einer Person im Strahlungsfeld bei akzeptablen Werten normalerweise in Stunden gemessen wird, ist es vorzuziehen, die äquivalente Dosisleistung in Mikrosievert pro Stunde anzugeben.
Nach der Schlussfolgerung der Internationalen Strahlenschutzkommission können schädliche Auswirkungen auf den Menschen bei Äquivalentdosen von mindestens 1,5 Sv/Jahr (150 rem/Jahr) und bei kurzfristiger Exposition bei Dosen über 0,5 Sv auftreten ( 50 Rem). Wenn die Strahlenbelastung einen bestimmten Grenzwert überschreitet, kommt es zur Strahlenkrankheit.
Die durch natürliche Strahlung (terrestrischen und kosmischen Ursprungs) erzeugte Äquivalentdosisleistung liegt zwischen 1,5 und 2 mSv/Jahr und zuzüglich künstlicher Quellen (Medizin, radioaktiver Niederschlag) zwischen 0,3 und 0,5 mSv/Jahr. Es stellt sich also heraus, dass eine Person 2 bis 3 mSv pro Jahr erhält. Diese Zahlen sind Näherungswerte und hängen von den jeweiligen Bedingungen ab. Anderen Quellen zufolge sind sie höher und erreichen 5 mSv/Jahr.

Expositionsdosis- ein Maß für die Ionisierungswirkung von Photonenstrahlung, bestimmt durch die Ionisierung von Luft unter Bedingungen des elektronischen Gleichgewichts.
Die SI-Einheit der Expositionsdosis ist ein Coulomb pro Kilogramm (C/kg). Die extrasystemische Einheit ist das Röntgen (R), 1R – 2,58*10-4 C/kg. 1 C/kg wiederum » 3,876 * 103 R. Zur Vereinfachung der Arbeit werden bei der Neuberechnung der numerischen Werte der Expositionsdosis von einem Einheitensystem in ein anderes normalerweise in der Referenzliteratur verfügbare Tabellen verwendet.

Expositionsdosisleistung- Erhöhung der Expositionsdosis pro Zeiteinheit. Seine SI-Einheit ist Ampere pro Kilogramm (A/kg). Während der Übergangszeit können Sie jedoch eine nicht systemische Einheit verwenden – Röntgen pro Sekunde (R/s).

1 R/s = 2,58*10-4 A/kg

Es muss daran erinnert werden, dass nach dem 1. Januar 1990 die Verwendung des Konzepts der Expositionsdosis und ihrer Leistung überhaupt nicht mehr empfohlen wird. Daher sollten diese Werte während der Übergangszeit nicht in SI-Einheiten (C/kg, A/kg), sondern in nicht systemischen Einheiten – Röntgen und Röntgen pro Sekunde – angegeben werden.

Strahlungsaufklärungs- und dosimetrische Überwachungsgeräte

Instrumente zur Erkennung und Messung radioaktiver Strahlung werden als dosimetrische Instrumente bezeichnet. Ihre Hauptelemente sind ein Sensorgerät, ein Ionisationsstromverstärker, ein Messgerät, ein Spannungswandler und eine Stromquelle.

Wie werden dosimetrische Geräte klassifiziert?

Erste Gruppe- Das sind Röntgenmessgeräte-Radiometer. Sie bestimmen die Strahlenbelastung in der Umgebung und die Kontamination verschiedener Objekte und Oberflächen. Dazu gehört das Dosisleistungsmessgerät DP-5V (A, B) – das Basismodell. Dieses Gerät wird durch IMD-5 ersetzt.

Zweite Gruppe. Dosimeter zur Bestimmung individueller Strahlendosen. Zu dieser Gruppe gehören: Dosimeter DP-70MP, ein Satz individueller Dosimeter ID-11.

Dritte Gruppe. Dosimetrische Haushaltsinstrumente. Sie ermöglichen der Bevölkerung, sich in der Strahlungssituation in der Region zurechtzufinden und sich ein Bild von der Kontamination verschiedener Gegenstände, Wasser und Lebensmittel zu machen.

Dosisleistungsmessgerät DP-5V Entwickelt, um das Ausmaß der Gammastrahlung und der radioaktiven Kontamination (Kontamination) verschiedener Objekte (Objekte) durch Gammastrahlung zu messen. Die Expositionsdosisleistung von Gammastrahlung wird in Milliröntgen oder Röntgen pro Stunde (mR/h, R/h) bestimmt. Dieses Gerät kann auch Beta-Kontaminationen erkennen. Der Messbereich der Gammastrahlung reicht von 0,05 mR/h bis 200 R/h. Zu diesem Zweck gibt es sechs Messteilbereiche. Die Ablesungen erfolgen entlang des Pfeils des Geräts. Zusätzlich ist eine Tonanzeige eingebaut, die über Kopfhörer abgehört werden kann. Wenn radioaktive Kontamination festgestellt wird, wird der Pfeil abgelenkt und in den Telefonen sind Klickgeräusche zu hören, deren Frequenz mit zunehmender Gammastrahlungsleistung zunimmt.

Die Stromversorgung erfolgt über zwei Elemente vom Typ 1,6 PMC. Das Gewicht des Geräts beträgt 3,2 kg. Wie Sie das Gerät für den Betrieb vorbereiten und damit arbeiten, ist in der beigefügten Anleitung beschrieben.
Das Verfahren zur Messung der Strahlungswerte ist wie folgt. Der Sondenschirm befindet sich in der „G“-Position (Gammastrahlung). Dann strecken Sie Ihre Hand mit der Sonde zur Seite und halten diese in einer Höhe von 0,7 – 1 m über dem Boden. Stellen Sie sicher, dass die Sondenanschläge nach unten zeigen. Sie können die Sonde nicht entfernen oder in die Hand nehmen, sondern im Gehäuse des Geräts belassen. Dann müssen die Messwerte jedoch mit dem Körperabschirmungskoeffizienten von 1,2 multipliziert werden
Der Grad der Radioaktivität kontaminierter Gegenstände wird in der Regel in unbelasteten Gebieten oder an Orten gemessen, an denen der äußere Gammahintergrund die maximal zulässige Kontamination eines Gegenstands nicht um mehr als das Dreifache überschreitet.

Der Gammahintergrund wird in einer Entfernung von 15 bis 20 m von kontaminierten Objekten gemessen, ähnlich wie bei der Messung der Strahlungswerte am Boden.

Um die Kontamination von Oberflächen durch Gammastrahlung zu messen, wird der Sondenschirm in die „G“-Position gebracht. Anschließend wird die Sonde nahezu nah an das Objekt herangeführt (im Abstand von 1 - 1,5 cm). Der Ort der größten Infektion wird durch die Auslenkung des Pfeils und die maximale Anzahl an Klicks im Kopfhörer bestimmt.

Dosisleistungsmessgerät IMD-5 führt die gleichen Funktionen und im gleichen Bereich aus. In Aussehen, Bedienknöpfen und Bedienabläufen unterscheidet es sich praktisch nicht vom DP-5V. Es hat seine eigenen Designmerkmale. Die Stromversorgung erfolgt beispielsweise über zwei A-343-Elemente, die einen Dauerbetrieb von 100 Stunden gewährleisten.

Dosisleistungsmessgerät IMD-22 weist zwei Besonderheiten auf. Erstens kann es die absorbierte Dosis nicht nur von Gammastrahlung, sondern auch von Neutronenstrahlung messen, und zweitens kann es sowohl auf mobilen Fahrzeugen als auch auf stationären Objekten (Kontrollpunkte, Schutzstrukturen) eingesetzt werden. Daher kann es über das Bordnetz eines Autos, eines gepanzerten Personentransporters oder über das übliche, das zur Beleuchtung verwendet wird, mit 220 V betrieben werden. Der Messbereich für Aufklärungsfahrzeuge liegt zwischen 1 x 10-2 bis 1 x 104 rad/h, für stationäre Kontrollpunkte - von 1 bis 1 x 104 rad/h.

Dosimeter DP-70MP Entwickelt, um die Dosis von Gamma- und Neutronenstrahlung im Bereich von 50 bis 800 R zu messen. Es handelt sich um eine Glasampulle, die eine farblose Lösung enthält. Die Ampulle befindet sich in einem Kunststoff- (DP-70MP) oder Metallgehäuse (DP-70M). Der Behälter wird mit einem Deckel verschlossen, auf dessen Innenseite sich ein Farbstandard befindet, der der Farbe der Lösung bei einer Bestrahlungsdosis von 100 R (rad) entspricht. Tatsache ist, dass die Lösung bei Bestrahlung ihre Farbe ändert. Diese Eigenschaft ist die Grundlage für den Betrieb eines Chemikaliendosimeters. Es ermöglicht die Bestimmung der Dosis sowohl bei Einzel- als auch bei Mehrfachbestrahlung. Das Dosimeter wiegt 46 g. Es wird in einer Kleidertasche getragen. Um die empfangene Strahlendosis zu bestimmen, wird die Ampulle aus dem Gehäuse entnommen und in das Kolorimetergehäuse eingesetzt. Durch Drehen der Filterscheibe suchen sie nach einer Übereinstimmung zwischen der Farbe der Ampulle und der Farbe des Filters, auf dem die Strahlendosis steht. Wenn die Farbintensität der Ampulle (Dosimeter) zwischen zwei benachbarten Filtern liegt, wird die Dosis als Durchschnittswert der auf diesen Filtern angezeigten Dosen bestimmt.

Satz Einzeldosismessgeräte ID-11 Konzipiert für die individuelle Überwachung der Exposition von Personen zum Zweck der Primärdiagnose von Strahlenschäden. Das Kit enthält 500 einzelne ID-11-Dosierungsmessgeräte und ein Messgerät. ID-11 ermöglicht die Messung der absorbierten Dosis von Gamma- und gemischter Gamma-Neutronenstrahlung im Bereich von 10 bis 500 Rad (Röntgen). Bei wiederholter Bestrahlung werden die Dosen aufsummiert und vom Gerät 12 Monate lang gespeichert. Das Gewicht des ID-11 beträgt nur 25 g. Er wird in einer Kleidertasche getragen.
Das Messgerät ist so konstruiert, dass es unter Feld- und stationären Bedingungen eingesetzt werden kann. Bequem zu verwenden. Verfügt über einen digitalen Lesebericht auf der Vorderseite.
Um das Leben und die Gesundheit der Menschen zu schützen, wird die Kontrolle der radioaktiven Exposition organisiert. Es kann eine Einzelperson oder eine Gruppe sein. Bei der Einzelmethode werden Dosimeter an jede Person ausgegeben – in der Regel erhalten sie Formationskommandeure, Aufklärungsoffiziere, Autofahrer und andere Personen, die getrennt von ihren Haupteinheiten Aufgaben wahrnehmen.

Für das übrige Personal der Formationen und die Bevölkerung wird die Gruppenkontrollmethode angewendet. In diesem Fall werden einzelne Dosimeter an einen oder zwei Mitglieder der Einheit, Gruppe, des Teams oder an den Kommandanten des Tierheims, den Vorgesetzten im Tierheim, ausgegeben. Die registrierte Dosis wird als Einzeldosis für jede Person gezählt und im Logbuch vermerkt.

Haushaltsdosimeter

Infolge des Unfalls von Tschernobyl fielen Radionuklide über ein riesiges Gebiet. Um das Problem des öffentlichen Bewusstseins zu lösen, hat die Nationale Strahlenschutzkommission (NCRP) das „Konzept für die Schaffung und den Betrieb eines von der Bevölkerung durchgeführten Strahlungsüberwachungssystems“ entwickelt. Danach sollen Menschen in der Lage sein, die Strahlungssituation an ihrem Wohnort oder Standort selbstständig zu beurteilen, einschließlich der Beurteilung der radioaktiven Kontamination von Lebens- und Futtermitteln.

Zu diesem Zweck stellt die Industrie einfache, tragbare und kostengünstige Instrumente her – Indikatoren, die zumindest eine Einschätzung der externen Strahlendosisleistung anhand von Hintergrundwerten und einen Hinweis auf die zulässige Gammastrahlungsdosisleistung liefern.
Zahlreiche in der Bevölkerung verwendete Instrumente (Thermometer, Barometer, Tester) messen Mikrogrößen (Temperatur, Druck, Spannung, Strom). Dosimetrische Instrumente erfassen Mikromengen, also Prozesse, die auf nuklearer Ebene ablaufen (die Anzahl der Kernzerfälle, Flüsse einzelner Teilchen und Quanten) und sind daher für viele genau die Maßeinheiten, mit denen sie arbeiten

kollidieren. Darüber hinaus liefern Einzelmessungen keine genauen Messwerte. Es ist notwendig, mehrere Messungen durchzuführen und den Durchschnittswert zu ermitteln. Anschließend müssen alle Messwerte mit Standards verglichen werden, um das Ergebnis und die Wahrscheinlichkeit einer Auswirkung auf den menschlichen Körper korrekt zu bestimmen. All dies macht die Arbeit mit Haushaltsdosimetern etwas spezifischer. Ein weiterer Aspekt, der erwähnt werden muss. Aus irgendeinem Grund hatte ich den Eindruck, dass Dosimeter in allen Ländern in großen Mengen hergestellt, frei verkauft und von der Bevölkerung gerne aufgekauft werden. Nichts dergleichen. Tatsächlich gibt es Unternehmen, die solche Geräte herstellen und verkaufen. Aber sie sind überhaupt nicht billig. In den USA kosten Dosimeter beispielsweise 125 bis 140 Dollar, in Frankreich, wo es mehr Kernkraftwerke gibt als bei uns, werden Dosimeter nicht an die Öffentlichkeit verkauft. Aber dort besteht, wie die Führer sagen, kein solcher Bedarf.
Unsere Haushaltsdosimetriegeräte sind für die Bevölkerung wirklich zugänglich und in Bezug auf Leistung, hohes Niveau, Qualität und Design vielen ausländischen Geräten überlegen. Hier sind einige davon: „Bella“, RKSB-104, Master-1, „Bereg“, SIM-05, IRD-02B

Radiophobie

Durch den Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl waren die Menschen mit einem ungewöhnlichen und in vielen Fällen unverständlichen Phänomen konfrontiert – der Strahlung. Man kann es nicht mit den Sinnen wahrnehmen, man kann es im Moment der Einwirkung (Bestrahlung) nicht fühlen, man kann es nicht sehen. Daher kam es zu allerlei Gerüchten, Übertreibungen und Verzerrungen. Dies zwang einige zu enormen psychischen Belastungen, die vor allem auf mangelnde Kenntnisse über die Eigenschaften der Strahlung sowie die Mittel und Methoden zum Schutz davor zurückzuführen waren.
Hier ist zum Beispiel, was Ende 1990 in Subpolar Nadym im Haus 13 in der Molodezhnaya-Straße geschah. Jemand begann aus Neugier mit einem Dosimeter, die Strahlungswerte zu messen und stellte fest, dass diese angeblich doppelt so hoch waren wie normal. Wie er es gemessen hat, mit welchen Maßstäben er verglichen hat, weiß nur Gott, aber viele empfanden das Gespräch über die „Befall“ des Hauses als verlässliche Tatsache. Die Menschen waren alarmiert und flüchteten eilig aus ihren Wohnungen. Wo? Wofür? Wie soll man das alles nennen?

Ein anderes Beispiel. Anfang März 1989 unterstützte eine Sitzung des Stadtrats in Nachodka die Forderung der Bevölkerung, das neue Atomschiff Severomorput nicht in den Hafen von Vostochny einlaufen zu lassen. Solche Handlungen können nichts anderes als gewöhnliche Unwissenheit genannt werden. Wissen die Leute nicht, dass auf der Welt schon seit langem eine große Zahl von Schiffen mit Kernkraftwerken in Betrieb ist und niemand, nicht einmal die Bewohner von Murmansk, wo nukleare Eisbrecher vertäut sind, protestieren? Die Besatzungen solcher Schiffe erkranken nicht an der Strahlenkrankheit und geraten nicht in Panik. Für sie ist das Wort „Strahlung“ bekannt und verständlich. Manche Menschen sind bereit, überall wegzulaufen, wenn sie das Wort „Strahlung“ gehört haben. Aber es besteht keine Notwendigkeit zu rennen, es besteht keine Notwendigkeit. Natürliche Hintergrundstrahlung existiert überall, wie Sauerstoff in der Luft. Sie sollten keine Angst vor Strahlung haben, aber Sie sollten sie auch nicht vernachlässigen. In kleinen Dosen ist es harmlos und für den Menschen gut verträglich, in großen Dosen kann es jedoch tödlich sein. Gleichzeitig ist es an der Zeit zu verstehen, dass Strahlung kein Scherz ist, sondern dass sie sich an den Menschen dafür rächt. Jeder muss genau wissen, dass ein Mensch unter Bedingungen ständiger Strahlung geboren wird und lebt. Auf der Welt entwickelt sich der sogenannte natürliche Strahlungshintergrund, der kosmische Strahlung und Strahlung radioaktiver Elemente umfasst, die immer in der Erdkruste vorhanden sind. Die Gesamtdosis dieser Strahlungen, die den natürlichen Strahlungshintergrund bilden, schwankt in verschiedenen Gebieten in recht weiten Grenzen und beträgt durchschnittlich 100 – 200 mrem (1–2 mSv) pro Jahr oder etwa 8 – 20 μR/h.

Eine bedeutende Rolle spielen vom Menschen geschaffene radioaktive Quellen, die in der Medizin, bei der Erzeugung elektrischer und thermischer Energie, zur Signalisierung von Bränden und zur Herstellung leuchtender Zifferblätter von Uhren, vielen Instrumenten, bei der Suche nach Mineralien und in militärischen Angelegenheiten eingesetzt werden.
Medizinische Verfahren und Behandlungen, bei denen Radioaktivität zum Einsatz kommt, sind der Hauptverursacher der Dosis, die der Mensch aus künstlichen Quellen erhält. Strahlung wird sowohl zur Diagnose als auch zur Behandlung eingesetzt. Eines der am häufigsten verwendeten Geräte ist ein Röntgengerät, und die Strahlentherapie ist die wichtigste Methode zur Krebsbekämpfung. Wenn Sie zum Röntgen in die Klinik gehen, ist Ihnen offenbar nicht ganz bewusst, dass Sie selbst aus freien Stücken bzw. aus der Not heraus eine zusätzliche Bestrahlung anstreben. Wenn eine Fluorographie des Brustkorbs durchgeführt werden soll, müssen Sie wissen und verstehen, dass eine solche Maßnahme zu einer einmaligen Dosis von 3,7 mSv (370 mrem) führt. Eine Röntgenaufnahme des Zahns ergibt sogar noch mehr – 30 mSv (3 rem). Und wenn Sie eine Durchleuchtung des Magens planen, dann erwarten Sie hier 300 mSv (30 rem) lokale Strahlung. Die Menschen tun dies jedoch auf eigene Faust, niemand zwingt sie dazu und es besteht keine Panik. Warum? Ja, denn grundsätzlich zielt eine solche Bestrahlung auf die Heilung des Patienten ab. Diese Dosen sind sehr gering und der menschliche Körper schafft es, kleinere Strahlenschäden in kurzer Zeit zu heilen und seinen ursprünglichen Zustand wiederherzustellen.
In medizinischen Einrichtungen und Unternehmen in Russland gibt es Hunderttausende radioaktive Quellen unterschiedlicher Kapazität und Verwendungszweck. Allein in St. Petersburg und der Region Leningrad sind mehr als fünftausend Unternehmen, Organisationen und Institutionen registriert, die radioaktive Isotope verwenden. Leider sind sie sehr schlecht gelagert. So stahl ein Arbeiter aus einem St. Petersburger Unternehmen eine Leuchtmasse, die mit aller Kraft Strahlung aussendete, und bemalte damit seine Hausschuhe und Lichtschalter in seinen Zimmern: Lasst sie im Dunkeln leuchten!
Der Mangel an Wissen des Menschen über die Natur, in der er lebt, ist auffallend; die dichte Unwissenheit ist überraschend. Dieser kleine Kerl ist sich nicht darüber im Klaren, dass er sich und seine Familie einer ständigen Strahlung aussetzt, die zu nichts Gutem führt.
Die häufigste Expositionsquelle sind Uhren mit leuchtenden Zifferblättern. Sie verursachen eine jährliche Dosis, die viermal höher ist als die, die durch Lecks in Kernkraftwerken verursacht wird. Auch Farbfernseher sind Quellen für Röntgenstrahlung. Wenn Sie ein Jahr lang täglich drei Stunden lang Sendungen schauen, führt dies zu einer zusätzlichen Exposition gegenüber einer Dosis von 0,001 mSv (0,1 mrem). Und wenn Sie mit dem Flugzeug fliegen, erhalten Sie zusätzliche Strahlung, da die schützende Dicke der Luft mit zunehmender Höhe abnimmt. Der Mensch wird offener für die kosmische Strahlung. Also bei einem Flug über eine Distanz von 2400 km. - 10 μSv (0,01 mSv oder 1 mrem), bei einem Flug von Moskau nach Chabarowsk beträgt dieser Wert bereits 40 – 50 μSv (4 – 5 mrem).
Was Sie essen, trinken, atmen – all das beeinflusst auch die Dosen, die Sie aus natürlichen Quellen erhalten. Durch die Aufnahme des Elements Kalium-40 steigt beispielsweise die Radioaktivität des menschlichen Körpers deutlich an.
Auch Lebensmittel sorgen für eine zusätzliche Strahlenbelastung. Backwaren weisen beispielsweise eine etwas höhere Radioaktivität auf als Milch, Sauerrahm, Butter, Kefir, Gemüse und Obst. Die Aufnahme radioaktiver Elemente im Inneren eines Menschen steht also in direktem Zusammenhang mit der Reihe von Nahrungsmitteln, die er zu sich nimmt.
Wir müssen verstehen, dass Strahlung uns überall umgibt, wir wurden geboren, wir leben in dieser Umgebung und es gibt hier nichts Unnatürliches.

Radiophobie ist eine Krankheit unserer Unwissenheit. Es kann nur durch Wissen geheilt werden.

Bildungsministerium der Russischen Föderation

RUSSISCHER STAAT

HYDROMETEOROLOGISCH

UNIVERSITÄT

Abteilung

Experimentelle Physik

Atmosphäre

LABORARBEIT Nr. 16

durch Disziplin

„Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen.“

MESSUNG DER RADIOAKTIVITÄT

Richtung - Hydrometeorologie

Spezialität - Meteorologie

Sankt Petersburg

UDC 5

Laborarbeit Nr. 16. Messung der Radioaktivität. In der Disziplin „Methoden und Mittel hydrometeorologischer Messungen“. – St. Petersburg: RGGMU, 2004, 14 S.

Die Beschreibung der Laborarbeit enthält theoretische Informationen zum Thema Radioaktivitätsmessung und eine Auflistung der von den Studierenden durchgeführten praktischen Arbeiten. Besonderes Augenmerk wird auf Maßeinheiten für Radioaktivität gelegt. Die Arbeit ist umso relevanter, als es auf dem Territorium Russlands derzeit eine ganze Reihe kontaminierter Standorte gibt.

Ó Russische Staatliche Hydrometeorologische Universität (RGHMU), 2004.

Maßeinheiten für Radioaktivität

Beim Zerfall von Kernen entsteht radioaktive Strahlung. Harte Strahlung bestrahlt Körper und führt zu Veränderungen in der Substanz, aus der sie bestehen. Daher gibt es mehrere Größen, die radioaktive Strahlung beschreiben. Einige davon beziehen sich auf radioaktive Stoffe selbst, andere beschreiben Veränderungen in der bestrahlten Substanz. Lassen Sie uns sie auflisten.

1. Radioaktivität(A). Dies ist die Anzahl der Kernzerfälle, die in einer Probe radioaktiven Materials in einer Sekunde auftreten. Der Wert von A hängt natürlich von der Art der radioaktiven Substanz und ihrer Menge ab. Radioaktivität wird in gemessen Becquerel(Bq):

Dies ist eine SI-Einheit. Für den praktischen Einsatz ist es jedoch zu klein. Es wird nur verwendet, wenn die Radioaktivität eines Stoffes offensichtlich gering ist – beispielsweise bei der Beschreibung der Radioaktivität von Lebensmitteln, Wasser oder inaktiven Materialien (Sand, Erde usw.). spezielle Aktivität, gemessen in Becquerel pro Kilogramm, oder volumetrische Aktivität, gemessen in Becquerel pro Liter. Um radioaktive Stoffe zu beschreiben, wird eine andere Einheit verwendet, genannt Curie(Ki). Ein Curie ist die Radioaktivität von einem Gramm Radium. Es ist bekannt, dass in einem Gramm Radium in einer Sekunde 3,7 × 1010 Kernzerfälle stattfinden. Daher können wir die Beziehung herstellen:

1 Ki = 3,7 · 1010 Bq

Wenn die radioaktive Kontamination eines Gebiets untersucht wird, wird die Einheit Curie pro Quadratkilometer (Ci/km2) verwendet.

2. Absorbierte Dosis D. Dies ist das Verhältnis der vom bestrahlten Körper absorbierten Energie (W) zur Masse dieses Körpers (m):

Die absorbierte Dosis wird natürlich in Joule pro Kilogramm gemessen. Diese Einheit wurde aufgerufen grau(GR):

1 Gy = 1 J/kg

3. Expositionsdosis J. Dies ist das Verhältnis der in trockener Luft bei der Bestrahlung gebildeten Ladung (Q) zur Masse trockener Luft (m):

Die Expositionsdosis wird in Coulomb pro Kilogramm oder in Röntgen (r) gemessen:

1 r = 2,58·10-4 C/kg

(Das Vielfache 10-4 erscheint bei der Umrechnung von Ladungseinheiten in SI und Luftvolumen in Masse).

Der folgende Zusammenhang lässt sich leicht herstellen:

1 ð = 8,77·10-3 Gy

Häufig verwendete Einheiten sind Röntgen pro Stunde (Milliröntgen pro Stunde, Mikroröntgen pro Stunde).

4. Dosisleistung D·. Dies ist das Verhältnis der absorbierten Dosis zur Absorptionszeit (τ):

Sie können die Dosisleistung mit der Radioaktivität in Beziehung setzen:

wobei r der Abstand zwischen der bestrahlenden radioaktiven Substanz und dem bestrahlten Körper ist, K – Ionisationskonstante, Koeffizient, der eine radioaktive Substanz charakterisiert. Lassen Sie uns den Wert von K für einige Isotope darstellen.

K, j m2/kg

Bei der Untersuchung der radioaktiven Kontamination eines Gebiets werden gemäß der anerkannten Norm Messungen in einer Höhe von 1,5 m über der Erdoberfläche durchgeführt. Dann:

Am wichtigsten ist jedoch die Wirkung der Strahlung auf den menschlichen Körper. Daher wurde eine weitere, fünfte Einheit eingeführt.

5. Äquivalente Dosis De. Dies ist die absorbierte Dosis multipliziert mit einem Koeffizienten (ke), abhängig von der Art der Strahlung. Die entsprechende Einheit wurde benannt sievert(Sv):

Der Wert des Koeffizienten ke ist in Tabelle 2 angegeben.

Art der Strahlung	Röntgenstrahlung, γ – Strahlen,	Schnelle Neutronen,

Wie aus der Tabelle hervorgeht, sind Kernspaltungsfragmente am gefährlichsten.

Um die Radioaktivität eines Gebiets zu beschreiben, werden submultiple Einheiten verwendet – Millisievert, Mikrosievert (mSv, μSv), und um die Dosisleistung zu bestimmen – Millisievert pro Stunde, Mikrosievert pro Stunde (mSv/Stunde, μSv/Stunde). Das Verhältnis können Sie ganz einfach einstellen:

1 μR/Stunde = 100 μSv/Stunde,

1 mR/Stunde = 100 mSv/Stunde.

Schauen wir uns nun die bestehenden Standards für die Grundeinheiten der Radioaktivität an.

In Bezug auf die radioaktive Belastung wird die Bevölkerung in die folgenden drei Gruppen eingeteilt.

1. Fachkräfte – Personen, die mit radioaktiven Stoffen arbeiten und sich regelmäßiger medizinischer Überwachung unterziehen.

2. Menschen, die manchmal mit radioaktiven Stoffen arbeiten.

3. Der Rest der Bevölkerung.

Die Normen für diese Populationen sind unterschiedlich. Da sich die erste Gruppe häufigen ärztlichen Untersuchungen unterzieht, haben die Ärzte eine Einstellung zu ihnen Strahlungsalarm, dann sind für diese Gruppe die Normen am höchsten. Für die zweite Gruppe sind die angenommenen Normen zehnmal niedriger, für die dritte Gruppe hundertmal niedriger als für die erste. Tabelle 3 zeigt die Normen für diese drei Gruppen.

Bevölkerungsgruppe		D▪, Mikro/Stunde	De, µSv/Stunde
Natürlicher Hintergrund

Hier in der Tabelle. Tabelle 3 zeigt die Werte des natürlichen Strahlungshintergrunds. Es kann in verschiedenen Bereichen variieren. Beispielsweise enthalten Gesteine ​​(Marmor, Granit usw.) radioaktive Isotope, sodass der radioaktive Hintergrund in felsigen Gebieten leicht erhöht ist, bis zu 0,3 – 0,4 μSv/Stunde. Es ist nicht gefährlich. Übersteigt die Dosisleistung jedoch 0,60 μSv/Stunde (60 μR/Stunde), ist der beobachtende Meteorologe verpflichtet, dies den Behörden zu melden.

Der ungefähre spezifische Aktivitätswert für Lebensmittel beträgt Bq/kg. Die Verwendung von Lebensmitteln mit einer spezifischen Aktivität von mehr als 1 KBq/kg für β-Strahlung und 0,1 KBq/kg für α-Strahlung ist nicht zulässig. Für Baustoffe (Sand, Schotter etc.) liegen die zulässigen Werte bei maximal 4 kBq/kg.

Funktionsprinzip eines Geigerzählers

Der Hauptteil des Messgeräts ist eine Gasentladungsröhre, die Gas unter reduziertem Druck enthält (Abb. 1).

Wenn ein Teilchen (Neutron, α-Teilchen usw.) in die Röhre fliegt, kommt es zur Ionisierung von Gasmolekülen. Die entstehenden Ionen fliegen zu den geladenen Elektroden der Röhre – Anode (1) und Kathode (2). Auf ihrem Weg treffen sie auf andere Gasmoleküle. Die mittlere freie Weglänge (d. h. der Abstand zwischen Molekülen) ist so bemessen, dass die Ionen Zeit haben, eine Geschwindigkeit zu erreichen, die ausreicht, um das Molekül, auf das sie treffen, zu ionisieren. Dann entsteht ein neues Ionenpaar, das ebenfalls zu den Elektroden fliegt und dort andere Moleküle ionisiert usw. Es kommt zu einem lawinenartigen Ionisationsprozess aller Gasmoleküle in der Röhre. Die Röhre leuchtet. Der Röhrenwiderstand Rtr fällt stark ab. Das Vorhandensein eines Dämpfungswiderstands R ~ 107 Ohm führt dazu, dass bei Rtr<

Das Dosimeter DRGB-01 verwendet einen digitalen Zähler, der die Anzahl der Impulse über ein bestimmtes Zeitintervall zählt. Die der gezählten Impulszahl entsprechende Zahl wird auf der Digitalanzeige angezeigt. Die Parameter des Gerätes sind so gewählt, dass diese Zahl der in Mikrosievert pro Stunde oder Kilobecquerel pro Kilogramm gemessenen Aktivität entspricht.

Betriebsanweisung für das DRGB-01-Gerät

Mit dem Dosimeter DRGB-01 können Sie die folgenden Größen messen.

1. Der Wert der Äquivalentdosisleistung der γ-Strahlung (Modus F), ausgedrückt in μSv/Stunde. Dieser Modus setzt die Möglichkeit sowohl einzelner als auch zyklischer (periodischer) Messungen mit einer Periode von 20 s voraus.

2. Der Wert der spezifischen Aktivität von Objekten aufgrund des Vorhandenseins von β- und γ-emittierenden Radionukliden in ihnen, ausgedrückt in KBq/kg (Modus A).

3. Der Wert der Oberflächenflussdichte von β-Partikeln aufgrund der Kontamination einer Oberfläche mit β-emittierenden Radionukliden (Modus B).

In dieser Arbeit wird davon ausgegangen, dass das Dosimeter nur in den ersten beiden Modi verwendet wird.

Die Vorderseite des Dosimeters ist in Abb. dargestellt. 2.

Das Verfahren zum Arbeiten mit dem Dosimeter im ModusF(Messung der Dosisleistung der γ-Strahlung).

1. Richten Sie das Gerät aus, ohne den Kunststoffschirm von der hinteren Abdeckung zu entfernen. Halten Sie es in Ihren Händen in einer Höhe von etwa 1,5 m über dem zu testenden Bodenbereich.

2. Schalten Sie das Gerät ein, indem Sie den Schalter ganz nach rechts bewegen. Gleichzeitig erscheint der Buchstabe „F“ auf der Digitalanzeige (1) und die Zahlen 0,00 beginnen zu erscheinen; dann 0,01; 0,02 usw.

3. Nach 20 Sekunden zeigt die Anzeige den gemessenen Wert der Dosisleistung in μSv/Stunde an. Beispielsweise bedeutet ein F-Wert von 0,15 0,15 Mikrosievert pro Stunde (oder 15 Mikroröntgen pro Stunde).

4. Ohne weitere Bedienung geht das Gerät in den Zustand zyklischer Messmodus. Alle 20 Sekunden erscheint ein neuer Dosisleistungswert auf der Anzeige. Dieser Modus ist praktisch für kontinuierliche Messungen, beispielsweise zur Messung der Dosisleistung beim Gehen entlang einer Route. Wenn die Tonanzeige im zyklischen Modus eingeschaltet ist (Schalter 4 steht ganz rechts), dann ertönt das Tonsignal, wenn die Dosisleistung 0,60 μSv/Stunde (oder 60 μSv/Stunde) überschreitet.

5. Wenn Sie das Gerät in einen Einzelmessmodus umschalten möchten (wie in dieser Arbeit angenommen), müssen Sie das Gerät mit Schalter (2) einschalten und dann mit Schalter () den akustischen Alarm einschalten. 4) und drücken Sie einmal die Taste (3). Auf der Digitalanzeige erscheinen die Zeichen F 0,00; dann F 0,01; F 0,02 usw. Nach 20 Sekunden zeigt ein akustisches Signal das Ende des Messvorgangs an und die auf der Anzeige erscheinende Zahl gibt den Wert der Äquivalentdosisleistung in μSv/Stunde an. Sie können Messungen nur im Einzelmodus wiederholen, indem Sie das Gerät zuerst ausschalten (der Schalter steht auf der linken Position) und es dann wieder einschalten.

Vorgehensweise zum Betrieb des Dosimeters im Modus A(Bestimmung der spezifischen Aktivität von Wasser, Boden, Nahrungsmitteln usw.).

1. Nehmen Sie ein handelsübliches Haushaltsglas mit einem Fassungsvermögen von 0,5 Litern (Glas oder Polyethylen) und füllen Sie es so mit dem Testprodukt, dass die Obergrenze den Rand des Glashalses nicht um 3 - 5 Millimeter erreicht. Die Probe ist zur Messung bereit.

2. Entfernen Sie das Gerät in einem Abstand von mindestens 1,5 Metern vom Glas und messen Sie den Hintergrund. Schalten Sie dazu das Gerät durch Umschalten in die richtige Position ein, schalten Sie den akustischen Alarm mit Schalter (4) ein und drücken Sie zweimal die Taste (3). Auf dem Indikator erscheinen die Zeichen R.00.0, dann steigt der Wert auf dem Indikator. Nach 520 Sekunden (8 Minuten 40 Sekunden) gibt das Gerät ein akustisches Signal aus und der Punkt hinter der Ziffer ganz rechts auf der Anzeige verschwindet. Diese Zahlen können nicht unabhängig verwendet werden und sollten nicht im Beobachtungsprotokoll aufgezeichnet werden.

3. Bringen Sie das Instrument zum Probenort zurück. Platzieren Sie das Gerät, ohne das Sieb zu entfernen, auf dem Hals des Probengefäßes, wie in Abb. 2. Drücken Sie einmal die Taste (3). Nach 520 Sekunden gibt das Gerät ein Tonsignal aus und der Punkt hinter der Ziffer ganz rechts auf der Anzeige verschwindet. Diese Zahlen auf dem Indikator sind ein ungefährer Wert der spezifischen Aktivität des Produkts, ausgedrückt in KBq/kg.

4. Um die spezifische Aktivität des Produkts genau zu bestimmen, sollte der aus dem Indikator entnommene Wert mit einem Korrekturfaktor aus Tabelle 1 (siehe Anhang) multipliziert werden.

5. Eine wiederholte Messung der spezifischen Aktivität kann nur durchgeführt werden, nachdem das Gerät ausgeschaltet und alle Vorgänge in den Absätzen 2 bis 4 wiederholt wurden.

Abschluss der Arbeiten

1. Besorgen Sie sich ein DRBG-01-Dosimeter von einem Laborassistenten oder Lehrer. Schalten Sie es ein und messen Sie den radioaktiven Hintergrund im Labor im F-Modus, indem Sie die entsprechenden Vorgänge durchführen (siehe oben). Ist dieser Wert normal?

2. Platzieren Sie das Dosimeter in einer Höhe von Zentimetern über einer radioaktiven Strahlungsquelle geringer Leistung. Um die Betriebssicherheit zu gewährleisten, ist die Quelle mit einem Deckel abgedeckt und muss sich in einem zylindrischen Metallschirm befinden. Entfernen Sie die Metallabdeckung von der Quelle und messen Sie im F-Modus den Strahlungspegel der Quelle in dieser Höhe.

3. Platzieren Sie eine der Paraffinproben auf der Quelle, nachdem Sie zuvor deren Dicke h aufgezeichnet haben. Messen Sie den Strahlungsgrad. Wiederholen Sie anschließend die Messungen mit einer weiteren, dickeren Probe. Erstellen Sie eine Tabelle über die Abhängigkeit des Strahlungsniveaus von der Dicke der Paraffinproben. Kombinieren Sie Proben, indem Sie sie übereinander stapeln und die Gesamtdicke h bestimmen. Erstellen Sie ein Diagramm der resultierenden Abhängigkeit De(h).

4. Messen Sie die spezifische Radioaktivität von Leitungswasser und bereiten Sie eine Probe vor, indem Sie ein Glasgefäß mit Leitungswasser füllen. Notieren Sie den resultierenden Wert und ermitteln Sie mithilfe des Korrekturfaktors (siehe Anhang) die spezifische Aktivität A in Kilobecquerel pro Kilogramm.

5. Messen Sie die spezifische Aktivität von zerkleinertem Granit anhand einer im Labor verfügbaren vorgefertigten Probe. Notieren Sie den resultierenden Wert und ermitteln Sie mithilfe des Korrekturfaktors (siehe Anhang) die spezifische Aktivität A in Kilobecquerel pro Kilogramm. Vergleichen Sie es mit der Aktivität von Leitungswasser. Wie erklären Sie sich den Werteunterschied?

6. Schalten Sie das Gerät aus, übergeben Sie es dem Laborassistenten oder Lehrer und reinigen Sie Ihren Arbeitsplatz.

Meldepflichten

Der Bericht muss enthalten:

1. Kurze Beschreibung des Funktionsprinzips des DRBG-01-Dosimeters.

2. Die Reihenfolge aller Ihrer Aktionen während der Arbeit.

3. Der Wert des radioaktiven Hintergrunds im Labor, ausgedrückt in μSv/Stunde und in μR/Stunde.

4. Diagramm der Abhängigkeit radioaktiver Strahlung von einer Strahlungsquelle geringer Leistung als Funktion der Dicke von Paraffinproben De(h).

5. Wert der spezifischen Aktivität von Leitungswasser und Granitschotter in KBq/Kg.

6. Erläuterung und Analyse der erzielten Ergebnisse.

Kontrollfragen

1. Was ist Radioaktivität und in welchen Einheiten wird sie gemessen?

2. Erklären Sie die Bedeutung der Begriffe „absorbierte Dosis“ und „Dosisleistung“. In welchen Einheiten werden diese Größen gemessen?

3. Was ist die Expositionsdosis? Erklären Sie die physikalische Bedeutung der Begriffe „Röntgen“ und „Röntgen pro Stunde“. Welche Beziehung besteht zwischen diesen Einheiten und SI-Einheiten?

4. Was ist eine Äquivalentdosis? Mit welchen Einheiten wird es gemessen?

5. Wie hoch ist die spezifische Radioaktivität von Produkten? In welchen Einheiten wird gemessen? Was sind die zulässigen spezifischen Aktivitätswerte für Lebensmittel? Für Baumaterialien?

6. Was sind die grundlegenden Standards für die radioaktive Belastung der Bevölkerung? Warum sind diese Normen für verschiedene Bevölkerungsgruppen unterschiedlich?

7. Sie messen die Radioaktivität an einer Wetterstation. Der von Ihnen erhaltene Wert beträgt 0,7 μSv/Stunde. Ist das normal? Ihr Handeln in diesem Fall.

8. Erklären Sie das Funktionsprinzip eines Geigerzählers.

9. Warum ist im Geigerzählerkreis ein Dämpfungswiderstand eingebaut?

Referenzliste

1. Strahlenschutznormen (NRB-99). Gesundheitsministerium Russlands, 19с.

2. Grundlegende Hygienevorschriften zur Gewährleistung des Strahlenschutzes (OSPORB-99). Gesundheitsministerium Russlands, 20с.

3. Dosimeter-Radiometer DRGB-01 - „ECO-1“. Bedienungsanleitungc.

Anwendung

Korrekturfaktoren zu den Messwerten des DRGB-01-Dosimeters zur Berechnung der spezifischen Radioaktivität von Produkten.

Produktdichte	Produktname	Korrekturfaktor
	Tee, getrocknete Pilze, Beeren und Früchte, geräuchertes Fleisch
	Wasser, Milch und Milchprodukte, rohe Beeren, Obst und Gemüse, Fleisch
	Erde, Sand, Schotter usw.

PÄDAGOGISCHE AUSGABE

LABORARBEIT Nr. 16

Messung der Radioaktivität

Editor

LR Nr. 000 vom 30.12.96

Für den Druck signiert. Format 60×90 1/16

Buchzeitschrift aus Papier.

Auflage 50 Bestellnummer 3. Gedruckt....

RGGMU, Malookhtinsky pr.

Grundlegende Methoden zur Messung der Radioaktivität

Photoelektrischer Effekt Compton-Effekt Paarbildung

2. Bei Compton-Streuung Das Gammaquant überträgt einen Teil seiner Energie auf eines der äußeren Elektronen des Atoms. Dieses zurückstoßende Elektron, das erhebliche kinetische Energie erhält, verbraucht diese für die Ionisierung der Substanz (dies ist bereits eine sekundäre Ionisierung, da das G-Quantum, nachdem es das Elektron herausgeschlagen hat, bereits eine primäre Ionisierung erzeugt hat).

Das g-Quantum verliert nach einer Kollision einen erheblichen Teil seiner Energie und ändert seine Bewegungsrichtung, ᴛ.ᴇ. löst sich auf.

Der Compton-Effekt wird in einem weiten Bereich von Gammastrahlenenergien (0,02–20 MeV) beobachtet.

3. Dampfbildung. Gammastrahlen, die in der Nähe des Atomkerns vorbeiziehen und eine Energie von mindestens 1,02 MeV haben, werden unter dem Einfluss des Feldes des Atomkerns in zwei Teilchen, ein Elektron und ein Positron, umgewandelt. Ein Teil der Energie eines Gammaquants wird in die äquivalente Masse zweier Teilchen umgewandelt (nach Einsteins Beziehung). E=2me*C²= 1,02 MeV). Die verbleibende Energie des Gammaquants wird in Form von kinetischer Energie auf das austretende Elektron und Positron übertragen. Das resultierende Elektron ionisiert Atome und Moleküle, und das Positron vernichtet sich mit allen Elektronen des Mediums und erzeugt zwei neue Gammastrahlen mit einer Energie von jeweils 0,51 MeV. Sekundäre Gammastrahlen verbrauchen ihre Energie für den Compton-Effekt und dann für den photoelektrischen Effekt. Je höher die Energie der Gammastrahlen und die Dichte der Substanz, desto wahrscheinlicher ist der Prozess der Paarbildung. Aus diesem Grund werden Schwermetalle wie Blei zum Schutz vor Gammastrahlen eingesetzt.

Röntgenstrahlen interagieren aufgrund derselben drei Effekte auf ähnliche Weise mit Materie.

1. Charakteristische und Bremsstrahlung Röntgenstrahlung. Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Röntgenstrahlen und Gammastrahlung. Gesetz der Gammastrahlungsschwächung.

Charakteristische Bremsstrahlung entsteht durch die Anregung eines Atoms, wenn Elektronen, die in die äußere Umlaufbahn übergegangen sind, in die dem Kern nächstgelegene Umlaufbahn zurückkehren und überschüssige Energie in Form charakteristischer Röntgenstrahlung abgeben (ihre Frequenz ist charakteristisch für). jedes chemische Element). Röntgengeräte nutzen charakteristische Röntgenstrahlung. Wenn Betateilchen (Elektronen) mit einer Substanz interagieren, biegen die Betateilchen (Elektronen) zusätzlich zur Ionisierung der Atome dieser Substanz in Wechselwirkung mit der positiven Ladung der Kerne ihre Flugbahn (verlangsamen) und verlangsamen gleichzeitig verlieren ihre Energie in Form von Bremsstrahlung Röntgenstrahlung.

Gammastrahlen werden von den Kernen von p/a-Isotopen während ihres Zerfalls emittiert, und Röntgenstrahlen entstehen bei Elektronenübergängen innerhalb der Elektronenhüllen eines Atoms. Die Frequenz von Gammastrahlen ist höher als die Frequenz von Röntgenstrahlen und deren Durchdringung Kraft in der Materie und Wechselwirkungseffekte sind ungefähr gleich.

Je dicker die Absorberschicht ist, desto stärker wird der durch sie hindurchtretende Gammastrahlenfluss geschwächt.

Für jedes Material wurde experimentell eine Halbdämpfungsschicht D1/2 ermittelt (dies ist die Dicke jedes Materials, das Gammastrahlung um die Hälfte schwächt).

Es entspricht Luft -190 m, Holz -25 cm, biologischem Gewebe -23 cm, Erde -14 cm, Beton -10 cm, Stahl -3 cm, Blei -2 cm. (D1/2 » r /23)

Wenn wir auf die gleiche Weise argumentieren wie bei der Ableitung des Gesetzes des p/a-Zerfalls, erhalten wir:

D/D1/2 -D/D1/2 - 0,693D/D1/2

I = Iо / 2 oder I = Iо * 2(eine andere Art der Notation I = Iоe)

wobei: I die Intensität der Gammastrahlen nach dem Durchgang durch eine Absorberschicht der Dicke D ist;

Iо – anfängliche Intensität der Gammastrahlen.

10. Probleme der Dosimetrie und Radiometrie. Äußere und innere Bestrahlung des Körpers. Die Beziehung zwischen Aktivität und Dosis, die durch ihre Gammastrahlung erzeugt wird. Methoden zum Schutz vor lokalen Strahlungsquellen .

Dosimetrie- Hierbei handelt es sich um eine quantitative und qualitative Bestimmung von Größen, die die Wirkung ionisierender Strahlung auf Materie charakterisieren, unter Verwendung verschiedener physikalischer Methoden und unter Verwendung spezieller Geräte.

Radiometrie- entwickelt Theorie und Praxis der Messung von Radioaktivität und der Identifizierung von Radioisotopen.

Die biologische Wirkung von Röntgen- und Kernstrahlung auf den Körper beruht auf der Ionisierung und Anregung von Atomen und Molekülen der biologischen Umgebung.

Ein ¾¾¾® B.Objekt

b ¾¾¾® Ionisierung

G ¾¾¾® ist proportional zu ¾¾¾®g

n ¾¾¾® absorbierte Energie ¾¾¾® n

r ¾¾¾® Strahlung ¾¾¾® r (Röntgenstrahlung)

Strahlendosis ist die Menge an ionisierender Strahlungsenergie, die pro Volumeneinheit (Masse) der bestrahlten Substanz absorbiert wird.

Strahlung von externen Strahlungsquellen wird als externe Strahlung bezeichnet. Durch die Bestrahlung mit radioaktiven Stoffen, die über Luft, Wasser und Nahrung in den Körper gelangen, entsteht innere Strahlung.

Mit dem Kg-Wert (der Wert der Gammakonstante wird in Nachschlagewerken für alle p/a-Isotope angegeben) können Sie die Dosisleistung einer Punktquelle eines beliebigen Isotops bestimmen.

P = kg A / R²,Wo

R – Expositionsdosisleistung, R/h

Kg – Ionisationskonstante des Isotops, R/h cm² / mKu

A - Aktivität, mKu

R - Abstand, cm.

Sie können sich vor lokalen Quellen radioaktiver Strahlung schützen, indem Sie eine Abschirmung durchführen, den Abstand zur Quelle vergrößern und die Einwirkungszeit auf den Körper verkürzen.

11. Dosis und Dosisleistung. Maßeinheiten für Exposition, absorbierte, äquivalente und effektive Dosis.

Strahlendosis ist die Menge an ionisierender Strahlungsenergie, die pro Volumeneinheit (Masse) der bestrahlten Substanz absorbiert wird. In der Literatur, Dokumenten der ICRP (International Commission on Radiation Protection), NCRP (National Committee of Russia) und SCEAR (Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation at the United Nations) werden folgende Konzepte unterschieden:

- Expositionsdosis (Ionisierungskraft von Röntgen- und Gammastrahlen in der Luft) im Röntgen; Röntgen (P) – Expositionsdosis von Röntgen- oder G-Strahlung (ᴛ.ᴇ. Photonenstrahlung), die zwei Milliarden Ionenpaare in 1 cm³ Luft erzeugt. (Röntgenstrahlen messen die Belastung der Quelle, das Strahlungsfeld, wie Radiologen sagen, einfallende Strahlung).

- Absorbierte Dosis – die Energie ionisierender Strahlung, die vom Körpergewebe absorbiert wird, ausgedrückt in Masseneinheiten in Rad und Gray;

Froh (Strahlungsabsorptionsdosis – Englisch) – die absorbierte Dosis jeder Art ionisierender Strahlung, bei der eine Energie von 100 erᴦ in 1 g Masse eines Stoffes absorbiert wird. (In 1 g biologischem Gewebe unterschiedlicher Zusammensetzung werden unterschiedliche Energiemengen absorbiert.)

Dosis in Rad = Dosis in Röntgen multipliziert mit kt, was die Strahlungsenergie und die Art des absorbierenden Gewebes widerspiegelt. Für Luft: 1 rad = 0,88 Röntgen;

für Wasser und Weichteile 1rad = 0,93R (in der Praxis wird 1rad = 1R angenommen)

für Knochengewebe 1rad = (2-5)P

Die im C-System verwendete Einheit ist Grau (1 kg Masse absorbiert 1 J Strahlungsenergie). 1Gy=100 rad (100R)

- Äquivalente Dosis - absorbierte Dosis multipliziert mit einem Koeffizienten, der die Fähigkeit einer bestimmten Strahlungsart widerspiegelt, Körpergewebe in Rem und Sievert zu schädigen. BER (biologisches Äquivalent einer Röntgenstrahlung) ist eine Dosis jeglicher Kernstrahlung, bei der in einer biologischen Umgebung die gleiche biologische Wirkung entsteht wie bei einer Dosis Röntgen- oder Gammastrahlung von 1 Röntgen. D in rem = D in rentᴦ.*OBE. RBE – Koeffizient der relativen biologischen Wirksamkeit oder Qualitätskoeffizient (QC)

Für b, g und Miete. Strahlung RBE (KK) = 1; für a und Protonen = 10;

langsame Neutronen = 3-5; schnelle Neutronen = 10.

Sievert(Sv) ist eine äquivalente Dosis jeglicher Art von Strahlung, die in 1 kg biologischem Gewebe absorbiert wird und die gleiche biologische Wirkung erzeugt wie die absorbierte Dosis von 1 Gy Photonenstrahlung. 1 Sv = 100 Rem(u = 100R)

-Effektive Äquivalentdosis - Äquivalentdosis multipliziert mit einem Koeffizienten, der die unterschiedliche Empfindlichkeit verschiedener Gewebe gegenüber Strahlung berücksichtigt, in Sievert.

Von der ICRP empfohlene Strahlungsrisikokoeffizienten für verschiedene menschliche Gewebe (Organe): (z. B. 0,12 – rotes Knochenmark, 0,15 – Brustdrüse, 0,25 – Hoden oder Eierstöcke;) Der Koeffizient gibt den Anteil pro einzelnem Organ bei gleichmäßiger Bestrahlung an den gesamten Körper

Aus biologischer Sicht ist es wichtig, nicht nur die von einem Objekt empfangene Strahlendosis zu kennen, sondern auch die pro Zeiteinheit empfangene Dosis.

Dosisleistung ist die Strahlendosis pro Zeiteinheit.

D = P / t Zum Beispiel R/Stunde, mR/Stunde, μR/Stunde, μSv/h, mrem/min, Gy/s usw.

Die Energiedosisleistung wird als Dosiserhöhung pro Zeiteinheit bezeichnet.

12 Eigenschaften von a-, d-Teilchen und g-Strahlung.

Wir betrachten die Eigenschaften verschiedener Arten ionisierender Strahlung in Form einer Tabelle.

Art der Strahlung	Was stellt es dar?	Aufladung	Gewicht	Energie MeV	Geschwindigkeit	Ionisation in Luft bei 1 cm Weg	Kilometerstand...in: Air Biological. Metallgewebe
A	Fluss von Heliumkernen	Zwei E-Mails Positive Ladung ÅÅ	4 Uhr morgens	2 – 11	10-20.000 km/h	100-150.000 Ionenpaare	2 – 10 cm	Bruchteile von mm (~0,1 mm)	Hundertstel mm
B	Elektronenfluss	Elementares Neg. Aufladung(-)	0,000548 Uhr	0 – 12	0,3-0,99 Lichtgeschwindigkeit (C)	50-100 Ionenpaare	Bis zu 25 Meter	Bis zu 1 cm	Ein paar mm.
G	El-augenblicklich. Strahlung l<10 -11 м (в.свет 10 -7 м)	Hat nicht	g-Quantum hat Ruhemasse =0	Von keV bis zu mehreren MeV	Ab 300.000 km/Sek	Schwach	100-150 Meter	Meter	Dutzende cm.

13. Merkmale der radioaktiven Kontamination während eines Kernkraftwerksunfalls.

Jod-131 Strontium - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 Jahre und Cäsium - 137

Zoneneinteilung nach dem Unfall (basierend auf Bodenbelastung mit Cs-137 und Jahresdosis):

Sperrzone (Ausschluss) – mehr als 40 Ci/km² (Dosis mehr als 50 mSv/Jahr);

Umsiedlungszone (freiwillig) – von 15 bis 40 Ci/km². (Dosis 20 - 50 mSv/Jahr);

Sperrgebiet (mit vorübergehender Umsiedlung von Schwangeren und Kindern) 5 - 15 Ci/km². (Dosis von 5 bis 20 mSv/Jahr);

Strahlungskontrollzone (Wohngebiet mit bevorzugtem sozioökonomischen Status) 1-5 Ci/km² (Dosis von 1 bis 5 mSv/Jahr).

In der Russischen Föderation wurden 15 Regionen (Brjansk, Kursk, Kaluga, Tula, Orjol, Rjasan usw. – 1 bis 43 % des Territoriums) durch den Unfall von Tschernobyl teilweise radioaktiv verseucht (mehr als 1 Ci/km2).

Gemäß der Gesetzgebung der Russischen Föderation hat die Bevölkerung, die auf Flächen mit einer Belastung (für Cäsium) von mehr als 1 Ci/km² lebt, Anspruch auf Mindestleistungen

14. Detektoren für ionisierende Strahlung. Einstufung. Das Prinzip und Funktionsdiagramm der Ionisationskammer.

Ionisationskammern;

- Proportionalzähler;

Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Ionisationsdetektors.

Diese Kammer ist mit Luft oder Inertgas gefüllt, in der sich zwei Elektroden (Kathode und Anode) befinden, die ein elektrisches Feld erzeugen.

Trockene Luft oder Gas sind gute Isolatoren und leiten keinen Strom. Geladene Alpha- und Betateilchen ionisieren jedoch, sobald sie in der Kammer sind, das gasförmige Medium, und Gammaquanten bilden zunächst schnelle Elektronen (Photoelektronen, Compton-Elektronen, Elektron-Positron-Paare) in den Wänden der Kammer, die ebenfalls das gasförmige Medium ionisieren. Die dabei entstehenden positiven Ionen wandern zur Kathode, negative Ionen zur Anode. Im Stromkreis entsteht ein Ionisationsstrom, der proportional zur Strahlungsmenge ist.

Der Ionisationsstrom bei gleichem Wert der ionisierenden Strahlung hängt in komplexer Weise von der an die Elektroden der Kammer angelegten Spannung ab. Diese Abhängigkeit wird üblicherweise aufgerufen Strom-Spannungs-Kennlinie des Ionisationsdetektors.

Ionisationskammer Wird zur Messung aller Arten nuklearer Strahlung verwendet. Konstruktiv sind sie flach, zylindrisch, kugelförmig oder fingerhutförmig mit einem Volumen von Bruchteilen von cm³ bis 5 Litern ausgeführt. Normalerweise mit Luft gefüllt. Das Kammermaterial ist Plexiglas, Bakelit, Polystyrol, möglicherweise Aluminium. Weit verbreitet in Einzeldosimetern (DK-0,2; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24 usw.).

15. Merkmale der radioaktiven Kontamination während einer nuklearen Explosion.

Während einer Spaltkettenreaktion erzeugen U-235 und Pu-239 in einer Atombombe etwa 200 radioaktive Isotope von etwa 35 chemischen Elementen. Bei einer Kernexplosion findet die Spaltkettenreaktion sofort in der gesamten Masse der spaltbaren Substanz statt Dabei entstehende radioaktive Isotope werden in die Atmosphäre freigesetzt und fallen dann in Form einer ausgedehnten radioaktiven Spur auf den Boden.

Der gesamte Bereich der radioaktiven Kontamination des Gebiets ist je nach Kontaminationsgrad in 4 Zonen unterteilt, deren Grenzen gekennzeichnet sind durch: Strahlungsdosen während des vollständigen Zerfalls – D ∞ in Röntgen und Strahlungswerte 1 Stunde nach der Explosion P 1 in R/h.

Reis. 2.1. Zonen radioaktiver Kontamination während einer nuklearen Explosion

Namen der Zonen (in Klammern die Werte P 1 (R/h), D ∞ (P)): A – mittelschwere Infektion(8 U/h, 40 U), B – stark(80 U/h, 400 U), B – gefährlich(240 U/h, 1200 U), G – äußerst gefährliche Infektion(800 U/h, 4000 U/h).

In den Nachschlagewerken sind die Größen der Zonen in Abhängigkeit von der Explosionsstärke und der Windgeschwindigkeit in den oberen Schichten der Atmosphäre angegeben – Länge und Breite jeder Zone werden in km angegeben. Im Allgemeinen gilt ein Gebiet als kontaminiert, wenn die Strahlenbelastung bei dieser liegt 0,5 U/h - in Kriegszeiten und 0,1 mR/h in Friedenszeiten (natürliche Hintergrundstrahlung in Jaroslawl - 0,01 mR/h,)

Durch den Zerfall radioaktiver Stoffe nimmt die Strahlungsmenge entsprechend dem Verhältnis stetig ab

Р t = Р 1 t – 1,2

R

Reis. 2.2. Reduzierung der Strahlung nach einer nuklearen Explosion

Grafisch gesehen handelt es sich um eine steil abfallende Exponentialfunktion. Die Analyse dieses Verhältnisses zeigt, dass bei einer Versiebenfachung der Zeit die Strahlungsmenge um das Zehnfache abnimmt. Der Strahlungsrückgang nach dem Unfall von Tschernobyl verlief deutlich langsamer

Für alle möglichen Situationen werden Strahlungswerte und -dosen berechnet und tabellarisch aufgeführt.

Es ist wichtig zu beachten, dass für die landwirtschaftliche Produktion die radioaktive Kontamination des Gebiets die größte Gefahr darstellt, denn Menschen, Tiere und Pflanzen sind nicht nur äußerer Gammastrahlung ausgesetzt, sondern auch innerlich, wenn radioaktive Stoffe über Luft, Wasser und Nahrung in den Körper gelangen. Bei ungeschützten Menschen und Tieren kann es abhängig von der empfangenen Dosis zu Strahlenkrankheiten kommen, landwirtschaftliche Pflanzen verlangsamen ihr Wachstum, verringern den Ertrag und die Qualität der Ernteprodukte und bei schweren Schäden kommt es zum Absterben der Pflanzen.

16. Grundlegende Methoden zur Messung der Radioaktivität (absolute, berechnete und relative (vergleichende) Zählereffizienz. Zähl-(Betriebs-)Kennlinie.

Die Radioaktivität von Arzneimitteln kann nach der absoluten, berechneten und relativen (Vergleichs-)Methode bestimmt werden. Letzteres ist am häufigsten.

Absolute Methode. Eine dünne Schicht des zu untersuchenden Materials wird auf eine spezielle, sehr dünne Folie (10-15 μg/cm²) aufgetragen und im Inneren des Detektors platziert, wodurch der volle Raumwinkel (4p) zur Registrierung emittierter Betateilchen genutzt wird Beispielsweise wird eine Zähleffizienz von nahezu 100 % erreicht. Wenn Sie mit einem 4p-Zähler arbeiten, müssen Sie nicht wie bei der Berechnungsmethode zahlreiche Korrekturen vornehmen.

Die Aktivität des Arzneimittels wird unmittelbar in den Aktivitätseinheiten Bq, Ku, mKu usw. ausgedrückt.

Nach Berechnungsmethode Bestimmen Sie die absolute Aktivität von Alpha- und Beta-emittierenden Isotopen mit herkömmlichen Gasentladungs- oder Szintillationszählern.

In die Formel zur Bestimmung der Aktivität einer Probe wurden eine Reihe von Korrekturfaktoren eingeführt, die Strahlungsverluste während der Messung berücksichtigen.

A = N/w×e×k×r×q×r×g·m×2,22×10¹²

A- Aktivität des Arzneimittels in Ku;

N- Zählrate in imp/min minus Hintergrund;

w- Korrektur für geometrische Messbedingungen (Raumwinkel);

e- Korrektur der Auflösungszeit der Zählanlage;

k- Korrektur der Strahlungsabsorption in der Luftschicht und im Fenster (oder der Wand) der Theke;

R- Korrektur der Selbstabsorption in der Arzneimittelschicht;

Q- Korrektur der Rückstreuung vom Substrat;

R- Korrektur des Zerfallsschemas;

G- Korrektur der Gammastrahlung mit gemischter Beta- und Gammastrahlung;

M- abgewogene Portion des zu messenden Arzneimittels in mg;

2,22×10¹² - Umrechnungsfaktor von der Anzahl der Zerfälle pro Minute in Ci (1 Ci = 2,22*10¹² Zerfall/min).

Um die spezifische Aktivität zu ermitteln, ist es äußerst wichtig, die Aktivität pro 1 mg auf 1 kg umzurechnen .

Aud = A*10 6, (Ku/kg)

Vorbereitungen für die Radiometrie können vorbereitet werden dünn dick oder Zwischenschicht das untersuchte Material.

Wenn das zu testende Material hat halbe Dämpfungsschicht - D1/2,

Das dünn - um d<0,1D1/2, dazwischenliegend - 0,1D1/2 dick (Dickschichtpräparate) d>4D1/2.

Alle Korrekturfaktoren wiederum hängen von vielen Faktoren ab und werden wiederum anhand komplexer Formeln berechnet. Aus diesem Grund ist die Berechnungsmethode sehr arbeitsintensiv.

Relative (Vergleichs-)Methode hat breite Anwendung bei der Bestimmung der Betaaktivität von Arzneimitteln gefunden. Es basiert auf dem Vergleich der Zählrate eines Standards (eines Arzneimittels mit bekannter Aktivität) mit der Zählrate des gemessenen Arzneimittels.

In diesem Fall müssen bei der Messung der Aktivität des Standards und des Testarzneimittels völlig identische Bedingungen vorliegen.

Apr = Aet* Npr/Net, Wo

Aet ist die Aktivität des Referenzarzneimittels, Dispersion/min;

Apr – Radioaktivität des Arzneimittels (Probe), Dispersion/Minute;

Netto – Zählgeschwindigkeit vom Standard, imp/min;

Npr – Zählrate des Arzneimittels (Probe), imp/min.

In den Pässen für radiometrische und dosimetrische Geräte ist in der Regel angegeben, mit welchem ​​Fehler die Messungen durchgeführt wurden. Maximaler relativer Fehler Messungen (manchmal auch als grundlegender relativer Fehler bezeichnet) werden als Prozentsatz angegeben, beispielsweise ± 25 %. Bei verschiedenen Instrumententypen kann er zwischen ± 10 % und ± 90 % liegen (manchmal wird der Fehler der Messart für verschiedene Abschnitte der Skala separat angegeben).

Anhand des maximalen relativen Fehlers ± d% können Sie das Maximum ermitteln absolut Messfehler. Wenn Messwerte von Instrument A erfasst werden, beträgt der absolute Fehler DA=±Ad/100. (Wenn A = 20 mR und d = ±25 %, dann ist in Wirklichkeit A = (20 ± 5) mR. Das heißt, im Bereich von 15 bis 25 mR.

17. Detektoren für ionisierende Strahlung. Einstufung. Prinzip und Funktionsdiagramm eines Szintillationsdetektors.

Radioaktive Strahlung kann mit speziellen Geräten nachgewiesen (isoliert, nachgewiesen) werden – Detektoren, deren Funktionsweise auf den physikalischen und chemischen Effekten basiert, die bei der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie entstehen.

Arten von Detektoren: Ionisation, Szintillation, fotografisch, chemisch, kalorimetrisch, Halbleiter usw.

Die am weitesten verbreiteten Detektoren basieren auf der Messung der direkten Wirkung der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie – der Ionisierung des gasförmigen Mediums. Ionisationskammern;

- Proportionalzähler;

- Geiger-Müller-Zähler (Gasentladungszähler);

- Korona- und Funkenzähler,

sowie Szintillationsdetektoren.

Szintillation (lumineszierend) Das Strahlungsdetektionsverfahren basiert auf der Eigenschaft von Szintillatoren, unter dem Einfluss geladener Teilchen sichtbare Lichtstrahlung (Lichtblitze – Szintillationen) auszusenden, die von einem Photomultiplier in elektrische Stromimpulse umgewandelt werden.

Kathode Dynoden Anode Der Szintillationszähler besteht aus einem Szintillator und

PMT. Szintillatoren sind organisch und

Anorganisch, fest, flüssig oder gasförmig

Zustand. Dabei handelt es sich um Lithiumiodid, Zinksulfid,

Natriumiodid, Angrazen-Einkristalle usw.

100 +200 +400 +500 Volt

PMT-Betrieb:- Unter dem Einfluss von Kernteilchen und Gammaquanten

Im Szintillator werden Atome angeregt und emittieren Quanten sichtbarer Farbe – Photonen.

Photonen bombardieren die Kathode und schlagen Photoelektronen aus ihr heraus:

Photoelektronen werden durch das elektrische Feld der ersten Dynode beschleunigt, schlagen Sekundärelektronen aus dieser heraus, die durch das Feld der zweiten Dynode beschleunigt werden usw., bis sich ein Lawinenstrom von Elektronen bildet, der auf die Kathode trifft und von dieser aufgezeichnet wird elektronische Schaltung des Geräts. Die Zähleffizienz von Szintillationszählern erreicht 100 %. Die Auflösung ist viel höher als in Ionisationskammern (10 v-5 - !0 v-8 gegenüber 10¯³ in Ionisationskammern). Szintillationszähler finden in radiometrischen Geräten eine sehr breite Anwendung

18. Radiometer, Zweck, Klassifizierung.

Nach Vereinbarung.

Radiometer - Geräte bestimmt für:

Messungen der Aktivität radioaktiver Medikamente und Strahlungsquellen;

Bestimmung der Flussdichte oder Intensität ionisierender Teilchen und Quanten;

Oberflächenradioaktivität von Objekten;

Spezifische Aktivität von Gasen, Flüssigkeiten, Feststoffen und körnigen Stoffen.

Radiometer verwenden hauptsächlich Gasentladungszähler und Szintillationsdetektoren.

Οʜᴎ werden in tragbare und stationäre unterteilt.

Sie bestehen in der Regel aus: - einem Detektor-Impulssensor; - Impulsverstärker; - Konverter; - elektromechanischer oder elektronischer Zähler; - Hochspannungsquelle für den Detektor; - Stromversorgung für alle Geräte.

In der Reihenfolge der Verbesserung wurden Folgendes hergestellt: Radiometer B-2, B-3, B-4;

Dekatron-Radiometer PP-8, RPS-2; automatisierte Labore „Gamma-1“, „Gamma-2“, „Beta-2“; ausgestattet mit Computern, die die Berechnung von bis zu mehreren tausend Proben mit automatischem Ausdruck der Ergebnisse ermöglichen, DP-1, SRP -68 Radiometer sind weit verbreitet -01.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an.

19. Dosimeter, Zweck, Klassifizierung.

Die Industrie stellt eine große Anzahl radiometrischer und dosimetrischer Gerätetypen her, die wie folgt klassifiziert werden:

Durch die Methode der Strahlungsaufzeichnung (Ionisation, Szintillation usw.);

Nach Art der detektierten Strahlung (a,b,g,n,p)

Stromquelle (Netz, Batterie);

Nach Einsatzort (stationär, vor Ort, individuell);

Nach Vereinbarung.

Dosimeter - Geräte, die die Exposition und die absorbierte Dosis (oder Dosisleistung) der Strahlung messen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Detektor, einem Verstärker und einem Messgerät. Der Detektor kann eine Ionisationskammer, ein Gasentladungszähler oder ein Szintillationszähler sein.

Eingeteilt in Dosisleistungsmessgeräte- Dies sind DP-5B, DP-5V, IMD-5 und Einzeldosimeter- Messen Sie die Strahlendosis über einen bestimmten Zeitraum. Dies sind DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2 usw. Dies sind Taschendosimeter, einige davon sind direkt ablesbar.

Es gibt spektrometrische Analysatoren (AI-Z, AI-5, AI-100), mit denen Sie die Radioisotopenzusammensetzung beliebiger Proben (z. B. Böden) automatisch bestimmen können.

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Alarmen, die auf eine übermäßige Hintergrundstrahlung und den Grad der Oberflächenverschmutzung hinweisen. Beispielsweise signalisieren SZB-03 und SZB-04 eine Überschreitung der Handkontaminationsmenge mit betaaktiven Substanzen.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an

20. Ausrüstung für die radiologische Abteilung des Veterinärlabors. Eigenschaften und Betrieb des Radiometers SRP-68-01.

Personalausrüstung für radiologische Abteilungen regionaler Veterinärlabore und spezieller radiologischer Bezirks- oder Bezirksgruppen (in regionalen Veterinärlaboren)

Radiometer DP-100

Radiometer KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiometer SRP 68-01

Radiometer „Besklet“

Radiometer - Dosimeter -01Р

Radiometer DP-5V (IMD-5)

Satz Dosimeter DP-22V (DP-24V).

Labore können mit anderen Arten radiometrischer Geräte ausgestattet werden.

Die meisten der oben genannten Radiometer und Dosimeter sind in der Abteilung im Labor erhältlich.

21. Periodisierung der Gefahren bei einem Kernkraftwerksunfall.

Kernreaktoren nutzen intranukleare Energie, die bei Kettenspaltungsreaktionen von U-235 und Pu-239 freigesetzt wird. Bei einer Spaltkettenreaktion entstehen sowohl in einem Kernreaktor als auch in einer Atombombe etwa 200 radioaktive Isotope von etwa 35 chemischen Elementen. In einem Kernreaktor wird die Kettenreaktion kontrolliert und Kernbrennstoff (U-235) „verbrennt“ darin nach und nach über einen Zeitraum von zwei Jahren. Spaltprodukte – radioaktive Isotope – reichern sich im Brennelement (Brennelement) an. Eine Atomexplosion kann in einem Reaktor weder theoretisch noch praktisch stattfinden. Im Kernkraftwerk Tschernobyl kam es aufgrund von Personalfehlern und einem groben Technologieverstoß zu einer thermischen Explosion, bei der zwei Wochen lang radioaktive Isotope in die Atmosphäre freigesetzt wurden, die von Winden in verschiedene Richtungen getragen wurden und sich über weite Gebiete niederließen. Dies führt zu einer fleckigen Verunreinigung des Bereichs. Von allen radioaktiven Isotopen waren die biologisch gefährlichsten: Jod-131(I-131) – mit einer Halbwertszeit (T 1/2) 8 Tage, Strontium - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 Jahre und Cäsium - 137(Cs-137) – T 1/2 – 30 Jahre. Durch den Unfall wurden im Kernkraftwerk Tschernobyl 5 % des Brennstoffs und der angesammelten radioaktiven Isotope freigesetzt – 50 MCi Aktivität. Für Cäsium-137 entspricht dies 100 Stück. 200 Karat. Atombomben. Mittlerweile gibt es weltweit mehr als 500 Reaktoren, und einige Länder beziehen 70-80 % ihres Stroms aus Kernkraftwerken, in Russland 15 %. Angesichts der Erschöpfung der organischen Brennstoffreserven in absehbarer Zukunft wird die Kernenergie die Hauptenergiequelle sein.

Periodisierung der Gefahren nach dem Unfall von Tschernobyl:

1. Zeitraum akuter Jodgefahr (Jod - 131) für 2-3 Monate;

2. Zeitraum der Oberflächenkontamination (kurz- und mittellebige Radionuklide) – bis Ende 1986ᴦ.;

3. Zeitraum des Wurzeleintritts (Cs-137, Sr-90) – ab 1987 für 90–100 Jahre.

22. Natürliche Quellen ionisierender Strahlung. Kosmische Strahlung und natürliche radioaktive Stoffe. Dosis von ERF.

1. Natürliche Quellen ionisierender Strahlung (iii)

Die natürliche Hintergrundstrahlung besteht aus:

Kosmische Strahlung;

Strahlung natürlicher radioaktiver Substanzen, die auf der Erde vorkommen

Steine, Wasser, Luft, Baumaterialien;

Strahlung natürlicher radioaktiver Stoffe, die in Pflanzen enthalten sind

und die Tierwelt (einschließlich des Menschen).

Kosmische Strahlung - geteilt durch primär Dies ist ein kontinuierlich fallender Strom aus Wasserstoffkernen (Protonen) – 80 % und Kernen leichter Elemente (Helium (Alphateilchen), Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff) – 20 %, der von den Oberflächen von Sternen, Nebeln usw. verdampft Die Sonne verstärkt (beschleunigt) die elektromagnetischen Felder von Weltraumobjekten immer wieder auf eine Energie in der Größenordnung von 10·10 eV und höher. (In unserer Galaxie - Milchstraße - 300 Milliarden Sterne und Galaxien 10 14)

Durch die Wechselwirkung mit den Atomen der Lufthülle der Erde entstehen durch diese primäre kosmische Strahlung Ströme sekundär kosmische Strahlung, die aus allen bekannten Elementarteilchen und Strahlung besteht (± mu- und pi-Mesonen – 70 %; Elektronen und Positronen – 26 %, primäre Protonen – 0,05 %, Gammaquanten, schnelle und ultraschnelle Neutronen).

Natürliche radioaktive Stoffe in drei Gruppen unterteilt:

1) Uran und Thorium mit ihren Zerfallsprodukten sowie Kalium-40 und Rubidium-87;

2) Weniger verbreitete Isotope und Isotope mit einem großen T 1/2 (Kalzium-48, Zirkonium-96, Neodym-150, Samarium-152, Rhenium-187, Wismut-209 usw.);

3) Kohlenstoff-14, Tritium, Beryllium -7 und -9 – werden in der Atmosphäre unter dem Einfluss kosmischer Strahlung kontinuierlich gebildet.

Am häufigsten in der Erdkruste ist Rubidium-87 (T 1/2 = 6,5.10 10 Jahre), dann Uran-238, Thorium-232, Kalium-40. Aber die Radioaktivität von Kalium-40 in der Erdkruste übersteigt die Radioaktivität aller anderen Isotope zusammen (T 1/2 = 1,3 · 10 9). Jahre). Kalium-40 ist in Böden weit verbreitet, insbesondere in tonigen Böden, seine spezifische Aktivität beträgt 6,8.10 -6 Ci/ᴦ.

In der Natur besteht Kalium aus 3 Isotopen: dem stabilen K-39 (93 %) und K-41 (7 %) sowie dem radioaktiven K-40 (0,1 %). Die Konzentration von K-40 in Böden beträgt 3-20 nKu/g (pico - 10 -12),

Der Weltdurchschnitt wird mit 10 angenommen. Somit sind in 1 m³ (2 Tonnen) 20 µKu, in 1 km² 5Ku (Wurzelschicht = 25 cm). Der durchschnittliche Gehalt an U-238 und Th-232 wird mit 0,7 nKu/ᴦ angenommen. Diese drei Isotope erzeugen die Dosisleistung des natürlichen Hintergrunds aus dem Boden = ungefähr 5 μR/h (und die gleiche Menge aus kosmischer Strahlung). Unser Hintergrund (8–10 μR/h unter dem Durchschnitt. Schwankungen im ganzen Land 5–18, in die Welt bis zu 130 und sogar bis zu 7000 microR/h.

Baustoffe erzeugen zusätzliche Gammastrahlung im Inneren von Gebäuden (aus Stahlbeton bis zu 170 Mrad/Jahr, in Holzgebäuden - 50 Mrad/Jahr).

Wasser, Als Lösungsmittel enthält es lösliche Komplexverbindungen aus Uran, Thorium und Radium. In Meeren und Seen ist die Konzentration radioaktiver Elemente höher als in Flüssen. Mineralquellen enthalten viel Radium (7,5*10 -9 Cu/l) und Radon (2,6*10 -8 Cu/l). Kalium-40 im Wasser von Flüssen und Seen ist ungefähr so ​​hoch wie Radium (10 -11 Cu/l).

Luft(Atmosphäre) enthält Radon und Thoron, die aus Erdgesteinen emittiert werden, sowie Kohlenstoff-14 und Tritium, die in der Atmosphäre unter dem Einfluss von Neutronen sekundärer kosmischer Strahlung, Wechselwirkung, kontinuierlich gebildet werden

Die Radioaktivität von Arzneimitteln kann nach der absoluten, berechneten und relativen (Vergleichs-)Methode bestimmt werden. Letzteres ist am häufigsten.

Absolute Methode. Eine dünne Schicht des zu untersuchenden Materials wird auf eine spezielle Dünnschicht aufgetragen (10-15 μg/cm²) und im Inneren des Detektors platziert, wodurch beispielsweise der volle Raumwinkel (4) zur Registrierung der emittierten Strahlung genutzt wird , Beta-Partikel und eine Zähleffizienz von nahezu 100 % wird erreicht. Wenn Sie mit einem 4-Zähler arbeiten, müssen Sie nicht wie bei der Berechnungsmethode zahlreiche Korrekturen vornehmen.

Die Aktivität des Arzneimittels wird unmittelbar in den Aktivitätseinheiten Bq, Ku, mKu usw. ausgedrückt.

Nach Berechnungsmethode Bestimmen Sie die absolute Aktivität von Alpha- und Beta-emittierenden Isotopen mit herkömmlichen Gasentladungs- oder Szintillationszählern.

In die Formel zur Bestimmung der Aktivität einer Probe werden unter Berücksichtigung der Strahlungsverluste während der Messung eine Reihe von Korrekturfaktoren eingeführt.

A =N/  Q R M 2,22  10 ¹²

A- Aktivität des Arzneimittels in Ku;

N- Zählrate in imp/min minus Hintergrund;

 - Korrektur für geometrische Messbedingungen (Raumwinkel);

-Korrektur für die Auflösungszeit der Zählanlage;

-Korrektur der Strahlungsabsorption in der Luftschicht und im Fenster (oder der Wand) der Theke;

-Korrektur für Selbstabsorption in der Wirkstoffschicht;

Q-Korrektur der Rückstreuung vom Substrat;

R- Korrektur des Zerfallsschemas;

-Korrektur für Gammastrahlung mit gemischter Beta- und Gammastrahlung;

M- abgewogene Portion des zu messenden Arzneimittels in mg;

2,22  10 ¹² - Umrechnungsfaktor von der Anzahl der Zerfälle pro Minute in Ci (1Ci = 2,22*10¹²Auflösung/min).

Zur Bestimmung der spezifischen Aktivität ist eine Umrechnung der Aktivität pro 1 mg auf 1 kg erforderlich .

Audi= A*10 6 , (ZUu/kg)

Vorbereitungen für die Radiometrie können vorbereitet werden dünn dick oder Zwischenschicht das untersuchte Material.

Wenn das zu testende Material hat halbe Dämpfungsschicht - 1/2,

Das dünn - um d<0,11/2, dazwischenliegend - 0,11/2dick (Dickschichtpräparate) d>41/2.

Alle Korrekturfaktoren wiederum hängen von vielen Faktoren ab und werden wiederum anhand komplexer Formeln berechnet. Daher ist die Berechnungsmethode sehr arbeitsintensiv.

Relative (Vergleichs-)Methode hat breite Anwendung bei der Bestimmung der Betaaktivität von Arzneimitteln gefunden. Es basiert auf dem Vergleich der Zählrate eines Standards (eines Arzneimittels mit bekannter Aktivität) mit der Zählrate des gemessenen Arzneimittels.

In diesem Fall müssen bei der Messung der Aktivität des Standards und des Testarzneimittels völlig identische Bedingungen vorliegen.

Apr = Aet*Nusw/NDas, Wo

Aet – Aktivität des Referenzarzneimittels, dis/min;

Apr – Radioaktivität des Arzneimittels (Probe), Dispersion/Minute;

Netto ist die Zählrate vom Standard, imp/min;

Npr – Zählrate des Arzneimittels (Probe), imp/min.

In den Pässen für radiometrische und dosimetrische Geräte ist in der Regel angegeben, mit welchem ​​Fehler die Messungen durchgeführt wurden. Maximaler relativer Fehler Messungen (manchmal als relativer Hauptfehler bezeichnet) werden als Prozentsatz angegeben, zum Beispiel  25 %. Bei verschiedenen Instrumententypen kann er zwischen  10 % und  90 % liegen (manchmal wird der Fehler der Art der Messung separat angegeben). für verschiedene Abschnitte der Skala).

Anhand des maximalen relativen Fehlers ±  % können Sie das Maximum ermitteln absolut Messfehler. Wenn Messungen von Instrument A vorgenommen werden, beträgt der absolute Fehler A = A/100. (Wenn A = 20 mR, a =25 %, dann ist in Wirklichkeit A = (205) mR. Das heißt, im Bereich von 15 bis 25 mR.

Detektoren für ionisierende Strahlung. Einstufung. Prinzip und Funktionsdiagramm eines Szintillationsdetektors.

Radioaktive Strahlung kann mit speziellen Geräten nachgewiesen (isoliert, nachgewiesen) werden – Detektoren, deren Funktionsweise auf den physikalischen und chemischen Effekten basiert, die bei der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie entstehen.

Arten von Detektoren: Ionisation, Szintillation, fotografisch, chemisch, kalorimetrisch, Halbleiter usw.

Die am weitesten verbreiteten Detektoren basieren auf der Messung der direkten Wirkung der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie – der Ionisierung des gasförmigen Mediums. Ionisationskammern;

- Proportionalzähler;

- Geiger-Müller-Zähler (Gasentladungszähler);

- Korona- und Funkenzähler,

sowie Szintillationsdetektoren.

Szintillation (lumineszierend) Das Strahlungsdetektionsverfahren basiert auf der Eigenschaft von Szintillatoren, unter dem Einfluss geladener Teilchen sichtbare Lichtstrahlung (Lichtblitze – Szintillationen) auszusenden, die von einem Photomultiplier in elektrische Stromimpulse umgewandelt werden.

Kathode Dynoden Anode Der Szintillationszähler besteht aus einem Szintillator und

PMT. Szintillatoren können organisch sein oder

anorganisch, fest, flüssig oder gasförmig

Zustand. Dabei handelt es sich um Lithiumiodid, Zinksulfid,

Natriumiodid, Angrazen-Einkristalle usw.

100 +200 +400 +500 Volt

PMT-Betrieb:- Unter dem Einfluss von Kernteilchen und Gammaquanten

Im Szintillator werden Atome angeregt und emittieren Quanten sichtbarer Farbe – Photonen.

Photonen bombardieren die Kathode und schlagen Photoelektronen aus ihr heraus:

Photoelektronen werden durch das elektrische Feld der ersten Dynode beschleunigt, schlagen Sekundärelektronen aus dieser heraus, die durch das Feld der zweiten Dynode beschleunigt werden usw., bis sich ein Lawinenstrom von Elektronen bildet, der auf die Kathode trifft und von dieser aufgezeichnet wird elektronische Schaltung des Geräts. Die Zähleffizienz von Szintillationszählern erreicht 100 %. Die Auflösung ist viel höher als in Ionisationskammern (10 v-5 - !0 v-8 gegenüber 10¯³ in Ionisationskammern). Szintillationszähler finden in radiometrischen Geräten eine sehr breite Anwendung

Radiometer, Zweck, Klassifizierung.

Nach Vereinbarung.

Radiometer - Geräte bestimmt für:

Messungen der Aktivität radioaktiver Medikamente und Strahlungsquellen;

Bestimmung der Flussdichte oder Intensität ionisierender Teilchen und Quanten;

Oberflächenradioaktivität von Objekten;

Spezifische Aktivität von Gasen, Flüssigkeiten, Feststoffen und körnigen Stoffen.

Radiometer verwenden hauptsächlich Gasentladungszähler und Szintillationsdetektoren.

Sie sind in tragbare und stationäre unterteilt.

Sie bestehen in der Regel aus: - einem Impulsverstärker; - einem elektromechanischen oder elektronischen Zähler; - einer Stromversorgung für alle Geräte;

In der Reihenfolge der Verbesserung wurden Folgendes hergestellt: Radiometer B-2, B-3, B-4;

Dekatron-Radiometer PP-8, RPS-2; automatisierte Labore „Gamma-1“, „Gamma-2“, „Beta-2“; ausgestattet mit Computern, die die Berechnung von bis zu mehreren tausend Proben mit automatischem Ausdruck der Ergebnisse ermöglichen, DP-1, SRP -68 Radiometer sind weit verbreitet -01.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an.

Dosimeter, Zweck, Klassifizierung.

Die Industrie stellt eine große Anzahl radiometrischer und dosimetrischer Gerätetypen her, die wie folgt klassifiziert werden können:

Durch die Methode der Strahlungsaufzeichnung (Ionisation, Szintillation usw.);

Nach Art der detektierten Strahlung (,,,n,p)

Stromquelle (Netz, Batterie);

Nach Einsatzort (stationär, vor Ort, individuell);

Nach Vereinbarung.

Dosimeter - Geräte, die die Exposition und die absorbierte Dosis (oder Dosisleistung) der Strahlung messen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Detektor, einem Verstärker und einem Messgerät. Der Detektor kann eine Ionisationskammer, ein Gasentladungszähler oder ein Szintillationszähler sein.

Eingeteilt in Dosisleistungsmessgeräte- Dies sind DP-5B, DP-5V, IMD-5 und Einzeldosimeter- Messen Sie die Strahlendosis über einen bestimmten Zeitraum. Dies sind DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2 usw. Es handelt sich um Taschendosimeter, einige davon sind direkt ablesbar.

Es gibt spektrometrische Analysatoren (AI-Z, AI-5, AI-100), mit denen Sie die Radioisotopenzusammensetzung beliebiger Proben (z. B. Böden) automatisch bestimmen können.

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Alarmen, die auf eine übermäßige Hintergrundstrahlung und den Grad der Oberflächenverschmutzung hinweisen. Beispielsweise signalisieren SZB-03 und SZB-04 eine Überschreitung der Handkontaminationsmenge mit betaaktiven Substanzen.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an

Ausrüstung für die radiologische Abteilung des Veterinärlabors. Eigenschaften und Betrieb des Radiometers SRP-68-01.

Personalausrüstung für radiologische Abteilungen regionaler Veterinärlabore und spezieller radiologischer Bezirks- oder Bezirksgruppen (in regionalen Veterinärlaboren)

Radiometer DP-100

Radiometer KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiometer SRP 68-01

Radiometer „Besklet“

Radiometer - Dosimeter -01Р

Radiometer DP-5V (IMD-5)

Satz Dosimeter DP-22V (DP-24V).

Labore können mit anderen Arten radiometrischer Geräte ausgestattet werden.

Die meisten der oben genannten Radiometer und Dosimeter sind in der Abteilung im Labor erhältlich.

Periodisierung der Gefahren bei einem Kernkraftwerksunfall.

Kernreaktoren nutzen intranukleare Energie, die bei Spaltkettenreaktionen von U-235 und Pu-239 freigesetzt wird. Bei einer Spaltkettenreaktion entstehen sowohl in einem Kernreaktor als auch in einer Atombombe etwa 200 radioaktive Isotope von etwa 35 chemischen Elementen. In einem Kernreaktor wird die Kettenreaktion kontrolliert und Kernbrennstoff (U-235) „verbrennt“ darin nach und nach über einen Zeitraum von zwei Jahren. Spaltprodukte – radioaktive Isotope – reichern sich im Brennelement (Brennelement) an. Eine Atomexplosion kann in einem Reaktor weder theoretisch noch praktisch stattfinden. Im Kernkraftwerk Tschernobyl kam es aufgrund von Personalfehlern und einem groben Technologieverstoß zu einer thermischen Explosion, bei der zwei Wochen lang radioaktive Isotope in die Atmosphäre freigesetzt wurden, die von Winden in verschiedene Richtungen getragen wurden und sich über weite Gebiete niederließen. Dies führt zu einer fleckigen Verunreinigung des Bereichs. Von allen R/A-Isotopen waren die biologisch gefährlichsten: Jod-131(I-131) – mit einer Halbwertszeit (T 1/2) 8 Tage, Strontium - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 Jahre und Cäsium - 137(Cs-137) – T 1/2 – 30 Jahre. Durch den Unfall wurden im Kernkraftwerk Tschernobyl 5 % des Brennstoffs und der angesammelten radioaktiven Isotope freigesetzt – 50 MCi Aktivität. Für Cäsium-137 entspricht dies 100 Stück. 200 Karat. Atombomben. Mittlerweile gibt es weltweit mehr als 500 Reaktoren, und einige Länder beziehen 70-80 % ihres Stroms aus Kernkraftwerken, in Russland 15 %. Angesichts der Erschöpfung der organischen Brennstoffreserven in absehbarer Zukunft wird die Kernenergie die Hauptenergiequelle sein.

Periodisierung der Gefahren nach dem Unfall von Tschernobyl:

1. Zeitraum akuter Jodgefahr (Jod - 131) für 2-3 Monate;

2. Zeitraum der Oberflächenkontamination (kurz- und mittellebige Radionuklide) – bis Ende 1986;

3. Zeitraum des Wurzeleintritts (Cs-137, Sr-90) – ab 1987 für 90–100 Jahre.

Natürliche Quellen ionisierender Strahlung. Kosmische Strahlung und natürliche radioaktive Stoffe. Dosis von ERF.

Photoelektrischer Effekt Compton-Effekt Paarbildung

2. Bei Compton-Streuung Das Gammaquant überträgt einen Teil seiner Energie auf eines der äußeren Elektronen des Atoms. Dieses zurückstoßende Elektron, das erhebliche kinetische Energie erhält, verbraucht diese für die Ionisierung der Substanz (dies ist bereits eine sekundäre Ionisierung, da das G-Quantum, nachdem es das Elektron herausgeschlagen hat, bereits eine primäre Ionisierung erzeugt hat).

Das G-Quantum verliert nach einer Kollision einen erheblichen Teil seiner Energie und ändert seine Bewegungsrichtung, d.h. löst sich auf.

Der Compton-Effekt wird in einem weiten Bereich von Gammastrahlenenergien (0,02–20 MeV) beobachtet.

3. Dampfbildung. Gammastrahlen, die in der Nähe des Atomkerns vorbeiziehen und eine Energie von mindestens 1,02 MeV haben, werden unter dem Einfluss des Feldes des Atomkerns in zwei Teilchen, ein Elektron und ein Positron, umgewandelt. Ein Teil der Energie eines Gammaquants wird in die äquivalente Masse zweier Teilchen umgewandelt (nach Einsteins Beziehung). E=2me*C²= 1,02 MeV). Die verbleibende Energie des Gammaquants wird in Form von kinetischer Energie auf das entstehende Elektron und Positron übertragen. Das resultierende Elektron ionisiert Atome und Moleküle, und das Positron vernichtet sich mit allen Elektronen des Mediums und bildet zwei neue Gammaquanten mit einer Energie von jeweils 0,51 MeV. Sekundäre Gammastrahlen verbrauchen ihre Energie für den Compton-Effekt und dann für den photoelektrischen Effekt. Je höher die Energie der Gammastrahlen und die Dichte der Substanz, desto wahrscheinlicher ist der Prozess der Paarbildung. Daher werden Schwermetalle wie Blei zum Schutz vor Gammastrahlen eingesetzt.

Röntgenstrahlen interagieren aufgrund derselben drei Effekte auf ähnliche Weise mit Materie.

1. Charakteristische und Bremsstrahlung Röntgenstrahlung. Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen Röntgenstrahlen und Gammastrahlung. Gesetz der Gammastrahlungsschwächung.

Charakteristische Bremsstrahlung entsteht durch die Anregung eines Atoms, wenn Elektronen, die in die äußere Umlaufbahn übergegangen sind, in die dem Kern nächstgelegene Umlaufbahn zurückkehren und überschüssige Energie in Form charakteristischer Röntgenstrahlung abgeben (ihre Frequenz ist charakteristisch für). jedes chemische Element). Röntgengeräte nutzen charakteristische Röntgenstrahlung. Wenn Betateilchen (Elektronen) mit einer Substanz interagieren, biegen die Betateilchen (Elektronen) zusätzlich zur Ionisierung der Atome dieser Substanz in Wechselwirkung mit der positiven Ladung der Kerne ihre Flugbahn (verlangsamen) und verlangsamen gleichzeitig verlieren ihre Energie in Form von Bremsstrahlung Röntgenstrahlung.

Gammastrahlen werden von den Kernen von p/a-Isotopen während ihres Zerfalls emittiert, und Röntgenstrahlen entstehen bei Elektronenübergängen innerhalb der Elektronenhüllen eines Atoms. Die Frequenz von Gammastrahlen ist höher als die Frequenz von Röntgenstrahlen und deren Durchdringung Kraft in der Materie und Wechselwirkungseffekte sind ungefähr gleich.

Je dicker die Absorberschicht ist, desto stärker wird der durch sie hindurchtretende Gammastrahlenfluss geschwächt.

Für jedes Material wurde experimentell eine Halbdämpfungsschicht D1/2 ermittelt (dies ist die Dicke jedes Materials, das Gammastrahlung um die Hälfte schwächt).

Es entspricht Luft -190 m, Holz -25 cm, biologischem Gewebe -23 cm, Erde -14 cm, Beton -10 cm, Stahl -3 cm, Blei -2 cm. (D1/2 » r /23)

Wenn wir auf die gleiche Weise argumentieren wie bei der Ableitung des Gesetzes des p/a-Zerfalls, erhalten wir:

D/D1/2 -D/D1/2 - 0,693D/D1/2

I = Iо / 2 oder I = Iо * 2(eine andere Art der Notation I = Iоe)

wobei: I die Intensität der Gammastrahlen nach dem Durchgang durch eine Absorberschicht der Dicke D ist;

Iо – anfängliche Intensität der Gammastrahlen.

10. Probleme der Dosimetrie und Radiometrie. Äußere und innere Bestrahlung des Körpers. Die Beziehung zwischen Aktivität und Dosis, die durch ihre Gammastrahlung erzeugt wird. Methoden zum Schutz vor lokalen Strahlungsquellen .

Dosimetrie- Hierbei handelt es sich um eine quantitative und qualitative Bestimmung von Größen, die die Wirkung ionisierender Strahlung auf Materie charakterisieren, unter Verwendung verschiedener physikalischer Methoden und unter Verwendung spezieller Geräte.

Radiometrie- entwickelt Theorie und Praxis der Messung von Radioaktivität und der Identifizierung von Radioisotopen.

Die biologische Wirkung von Röntgen- und Kernstrahlung auf den Körper beruht auf der Ionisierung und Anregung von Atomen und Molekülen der biologischen Umgebung.

Ein ¾¾¾® B.Objekt

b ¾¾¾® Ionisierung

G ¾¾¾® ist proportional zu ¾¾¾®g

n ¾¾¾® absorbierte Energie ¾¾¾® n

r ¾¾¾® Strahlung ¾¾¾® r (Röntgenstrahlung)

Strahlendosis ist die Menge an ionisierender Strahlungsenergie, die pro Volumeneinheit (Masse) der bestrahlten Substanz absorbiert wird.

Strahlung von externen Strahlungsquellen wird als externe Strahlung bezeichnet. Durch die Bestrahlung mit radioaktiven Stoffen, die über Luft, Wasser und Nahrung in den Körper gelangen, entsteht innere Strahlung.

Mit dem Kg-Wert (der Wert der Gammakonstante wird in Nachschlagewerken für alle p/a-Isotope angegeben) können Sie die Dosisleistung einer Punktquelle eines beliebigen Isotops bestimmen.

P = kg A / R²,Wo

R – Expositionsdosisleistung, R/h

Kg – Ionisationskonstante des Isotops, R/h cm² / mKu

A - Aktivität, mKu

R - Abstand, cm.

Sie können sich vor lokalen Quellen radioaktiver Strahlung schützen, indem Sie eine Abschirmung durchführen, den Abstand zur Quelle vergrößern und die Einwirkungszeit auf den Körper verkürzen.

11. Dosis und Dosisleistung. Maßeinheiten für Exposition, absorbierte, äquivalente und effektive Dosis.

Strahlendosis ist die Menge an ionisierender Strahlungsenergie, die pro Volumeneinheit (Masse) der bestrahlten Substanz absorbiert wird. In der Literatur, Dokumenten der ICRP (International Commission on Radiation Protection), NCRP (National Committee of Russia) und SCEAR (Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation at the United Nations) werden folgende Konzepte unterschieden:

- Expositionsdosis (Ionisierungskraft von Röntgen- und Gammastrahlen in der Luft) im Röntgen; Röntgen (P) – Expositionsdosis von Röntgen- oder g-Strahlung (d. h. Photonenstrahlung), die zwei Milliarden Ionenpaare in 1 cm³ Luft erzeugt. (Röntgenstrahlen messen die Belastung der Quelle, das Strahlungsfeld, wie Radiologen sagen, einfallende Strahlung).

- Absorbierte Dosis – die Energie ionisierender Strahlung, die vom Körpergewebe absorbiert wird, ausgedrückt in Masseneinheiten in Rad und Gray;

Froh (Strahlungsabsorptionsdosis – Englisch) – die absorbierte Dosis jeder Art ionisierender Strahlung, bei der eine Energie von 100 Erg in 1 g Masse eines Stoffes absorbiert wird. (In 1 g biologischem Gewebe unterschiedlicher Zusammensetzung werden unterschiedliche Energiemengen absorbiert.)

Dosis in Rad = Dosis in Röntgen multipliziert mit kt, was die Strahlungsenergie und die Art des absorbierenden Gewebes widerspiegelt. Für Luft: 1 rad = 0,88 Röntgen;

für Wasser und Weichteile 1rad = 0,93R (in der Praxis wird 1rad = 1R angenommen)

für Knochengewebe 1rad = (2-5)P

Die im C-System verwendete Einheit ist Grau (1 kg Masse absorbiert 1 J Strahlungsenergie). 1Gy=100 rad (100R)

- Äquivalente Dosis - absorbierte Dosis multipliziert mit einem Koeffizienten, der die Fähigkeit einer bestimmten Strahlungsart widerspiegelt, Körpergewebe in Rem und Sievert zu schädigen. BER (biologisches Äquivalent einer Röntgenstrahlung) ist eine Dosis jeglicher Kernstrahlung, bei der in einer biologischen Umgebung die gleiche biologische Wirkung entsteht wie bei einer Dosis Röntgen- oder Gammastrahlung von 1 Röntgen. D in rem = D in Röntgen*RBE. RBE – Koeffizient der relativen biologischen Wirksamkeit oder Qualitätskoeffizient (QC)

Für b, g und Röntgen. Strahlung RBE (KK) = 1; für a und Protonen = 10;

langsame Neutronen = 3-5; schnelle Neutronen = 10.

Sievert(Sv) ist eine äquivalente Dosis jeglicher Art von Strahlung, die in 1 kg biologischem Gewebe absorbiert wird und die gleiche biologische Wirkung erzeugt wie die absorbierte Dosis von 1 Gy Photonenstrahlung. 1 Sv = 100 Rem(u = 100R)

-Effektive Äquivalentdosis - Äquivalentdosis multipliziert mit einem Koeffizienten, der die unterschiedliche Empfindlichkeit verschiedener Gewebe gegenüber Strahlung berücksichtigt, in Sievert.

Von der ICRP empfohlene Strahlungsrisikokoeffizienten für verschiedene menschliche Gewebe (Organe): (z. B. 0,12 – rotes Knochenmark, 0,15 – Brustdrüse, 0,25 – Hoden oder Eierstöcke;) Der Koeffizient gibt den Anteil pro einzelnem Organ bei gleichmäßiger Bestrahlung an den gesamten Körper

Aus biologischer Sicht ist es wichtig, nicht nur die von einem Objekt empfangene Strahlendosis zu kennen, sondern auch die pro Zeiteinheit empfangene Dosis.

Dosisleistung ist die Strahlendosis pro Zeiteinheit.

D = P / t Zum Beispiel R/h, mR/h, μR/h, μSv/h, mrem/min, Gy/s usw.

Die Energiedosisleistung wird als Dosiserhöhung pro Zeiteinheit bezeichnet.

12 Eigenschaften von a-, d-Teilchen und g-Strahlung.

Wir betrachten die Eigenschaften verschiedener Arten ionisierender Strahlung in Form einer Tabelle.

Art der Strahlung	Was stellt es dar?	Aufladung	Gewicht	Energie MeV	Geschwindigkeit	Ionisation in Luft bei 1 cm Weg	Kilometerstand...in: Air Biological. Metallgewebe
A	Fluss von Heliumkernen	Zwei E-Mails Positive Ladung ÅÅ	4 Uhr morgens	2 – 11	10-20.000 km/h	100-150.000 Ionenpaare	2 – 10 cm	Bruchteile von mm (~0,1 mm)	Hundertstel mm
B	Elektronenfluss	Elementares Neg. Aufladung(-)	0,000548 Uhr	0 – 12	0,3-0,99 Lichtgeschwindigkeit (C)	50-100 Ionenpaare	Bis zu 25 Meter	Bis zu 1 cm	Ein paar mm.
G	El-augenblicklich. Strahlung l<10 -11 м (в.свет 10 -7 м)	Hat nicht	g-Quantum hat Ruhemasse =0	Von keV bis zu mehreren MeV	Ab 300.000 km/Sek	Schwach	100-150 Meter	Meter	Dutzende cm.

13. Merkmale der radioaktiven Kontamination während eines Kernkraftwerksunfalls.

Jod-131 Strontium - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 Jahre und Cäsium - 137

Zoneneinteilung nach dem Unfall (basierend auf Bodenbelastung mit Cs-137 und Jahresdosis):

Sperrzone (Umsiedlung) – mehr als 40 Ci/km² (Dosis mehr als 50 mSv/Jahr);

Umsiedlungszone (freiwillig) – von 15 bis 40 Ci/km². (Dosis 20 - 50 mSv/Jahr);

Sperrgebiet (mit vorübergehender Umsiedlung von Schwangeren und Kindern) 5 - 15 Ci/km². (Dosis von 5 bis 20 mSv/Jahr);

Strahlungskontrollzone (Wohngebiet mit bevorzugtem sozioökonomischen Status) 1-5 Ci/km² (Dosis von 1 bis 5 mSv/Jahr).

In der Russischen Föderation wurden 15 Regionen (Brjansk, Kursk, Kaluga, Tula, Orjol, Rjasan usw. – 1 bis 43 % des Territoriums) durch den Unfall von Tschernobyl teilweise radioaktiv verseucht (mehr als 1 Ci/km2).

Nach der Gesetzgebung der Russischen Föderation hat die Bevölkerung, die auf Flächen mit einer Kontamination (Cäsium) von mehr als 1 Ci/km² lebt, Anspruch auf Mindestleistungen

14. Detektoren für ionisierende Strahlung. Einstufung. Das Prinzip und Funktionsdiagramm der Ionisationskammer.

Ionisationskammern;

- Proportionalzähler;

Schematische Darstellung der Funktionsweise eines Ionisationsdetektors.

Diese Kammer ist mit Luft oder einem Inertgas gefüllt, in der sich zwei Elektroden (Kathode und Anode) befinden, die ein elektrisches Feld erzeugen.

Trockene Luft oder Gas sind gute Isolatoren und leiten keinen Strom. Aber geladene Alpha- und Betateilchen ionisieren beim Eintritt in die Kammer das gasförmige Medium, und Gammaquanten bilden zunächst schnelle Elektronen (Photoelektronen, Compton-Elektronen, Elektron-Positron-Paare) in den Wänden der Kammer, die ebenfalls das gasförmige Medium ionisieren. Die dabei entstehenden positiven Ionen wandern zur Kathode, negative Ionen zur Anode. Im Stromkreis entsteht ein Ionisationsstrom, der proportional zur Strahlungsmenge ist.

Der Ionisationsstrom für die gleiche Menge ionisierender Strahlung hängt in komplexer Weise von der an den Elektroden der Kammer angelegten Spannung ab. Diese Abhängigkeit heißt Strom-Spannungs-Kennlinie des Ionisationsdetektors.

Ionisationskammer Wird zur Messung aller Arten nuklearer Strahlung verwendet. Konstruktiv sind sie flach, zylindrisch, kugelförmig oder fingerhutförmig mit einem Volumen von Bruchteilen von cm³ bis 5 Litern ausgeführt. Normalerweise mit Luft gefüllt. Das Kammermaterial ist Plexiglas, Bakelit, Polystyrol, möglicherweise Aluminium. Weit verbreitet in Einzeldosimetern (DK-0,2; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24 usw.).

15. Merkmale der radioaktiven Kontamination während einer nuklearen Explosion.

Bei einer Spaltungskettenreaktion entstehen in einer Atombombe etwa 200 radioaktive Isotope von etwa 35 chemischen Elementen. Bei einer Kernexplosion kommt es augenblicklich zu einer Spaltungskettenreaktion in der gesamten Masse der spaltbaren Substanz. Die entstehenden radioaktiven Isotope werden in die Atmosphäre freigesetzt und fallen dann in Form einer ausgedehnten radioaktiven Spur auf den Boden.

Der gesamte Bereich der radioaktiven Kontamination des Gebiets ist je nach Kontaminationsgrad in 4 Zonen unterteilt, deren Grenzen gekennzeichnet sind durch: Strahlungsdosen während des vollständigen Zerfalls – D ∞ in Röntgen und Strahlungswerte 1 Stunde nach der Explosion P 1 in R/h.

Reis. 2.1. Zonen radioaktiver Kontamination während einer nuklearen Explosion

Namen der Zonen (in Klammern die Werte P 1 (R/h), D ∞ (P)): A – mittelschwere Infektion(8 U/h, 40 U), B – stark(80 U/h, 400 U), B – gefährlich(240 U/h, 1200 U), G – äußerst gefährliche Infektion(800 U/h, 4000 U/h).

In den Nachschlagewerken sind die Größen der Zonen in Abhängigkeit von der Explosionsstärke und der Windgeschwindigkeit in den oberen Schichten der Atmosphäre angegeben – Länge und Breite jeder Zone werden in km angegeben. Im Allgemeinen gilt ein Gebiet als kontaminiert, wenn die Strahlenbelastung bei dieser liegt 0,5 U/h - in Kriegszeiten und 0,1 mR/h in Friedenszeiten (natürliche Hintergrundstrahlung in Jaroslawl - 0,01 mR/h,)

Durch den Zerfall radioaktiver Stoffe nimmt die Strahlungsmenge entsprechend dem Verhältnis stetig ab

Р t = Р 1 t – 1,2

R

Reis. 2.2. Reduzierung der Strahlung nach einer nuklearen Explosion

Grafisch gesehen handelt es sich um eine steil abfallende Exponentialfunktion. Die Analyse dieses Verhältnisses zeigt, dass bei einer Versiebenfachung der Zeit die Strahlungsmenge um das Zehnfache abnimmt. Der Strahlungsrückgang nach dem Unfall von Tschernobyl verlief deutlich langsamer

Für alle möglichen Situationen werden Strahlungswerte und -dosen berechnet und tabellarisch aufgeführt.

Für die landwirtschaftliche Produktion stellt die radioaktive Verseuchung des Gebietes die größte Gefahr dar, denn Menschen, Tiere und Pflanzen sind nicht nur äußerer Gammastrahlung ausgesetzt, sondern auch innerlich, wenn radioaktive Stoffe über Luft, Wasser und Nahrung in den Körper gelangen. Bei ungeschützten Menschen und Tieren kann es abhängig von der empfangenen Dosis zu Strahlenkrankheiten kommen, landwirtschaftliche Pflanzen verlangsamen ihr Wachstum, verringern den Ertrag und die Qualität der Ernteprodukte und bei schweren Schäden kommt es zum Absterben der Pflanzen.

16. Grundlegende Methoden zur Messung der Radioaktivität (absolute, berechnete und relative (vergleichende) Zählereffizienz. Zähl-(Betriebs-)Kennlinie.

Die Radioaktivität von Arzneimitteln kann nach der absoluten, berechneten und relativen (Vergleichs-)Methode bestimmt werden. Letzteres ist am häufigsten.

Absolute Methode. Eine dünne Schicht des zu untersuchenden Materials wird auf einen speziellen Dünnfilm aufgetragen (10-15 μg/cm²) und im Inneren des Detektors platziert, wodurch der volle Raumwinkel (4p) zur Registrierung emittierter Betateilchen genutzt wird, z Beispiel: Es wird eine Zähleffizienz von nahezu 100 % erreicht. Wenn Sie mit einem 4p-Zähler arbeiten, müssen Sie nicht wie bei der Berechnungsmethode zahlreiche Korrekturen vornehmen.

Die Aktivität des Arzneimittels wird unmittelbar in den Aktivitätseinheiten Bq, Ku, mKu usw. ausgedrückt.

Nach Berechnungsmethode Bestimmen Sie die absolute Aktivität von Alpha- und Beta-emittierenden Isotopen mit herkömmlichen Gasentladungs- oder Szintillationszählern.

In die Formel zur Bestimmung der Aktivität einer Probe werden unter Berücksichtigung der Strahlungsverluste während der Messung eine Reihe von Korrekturfaktoren eingeführt.

A = N/w×e×k×r×q×r×g·m×2,22×10¹²

A- Aktivität des Arzneimittels in Ku;

N- Zählrate in imp/min minus Hintergrund;

w- Korrektur für geometrische Messbedingungen (Raumwinkel);

e- Korrektur der Auflösungszeit der Zählanlage;

k- Korrektur der Strahlungsabsorption in der Luftschicht und im Fenster (oder der Wand) der Theke;

R- Korrektur der Selbstabsorption in der Arzneimittelschicht;

Q- Korrektur der Rückstreuung vom Substrat;

R- Korrektur des Zerfallsschemas;

G- Korrektur der Gammastrahlung mit gemischter Beta- und Gammastrahlung;

M- abgewogene Portion des zu messenden Arzneimittels in mg;

2,22×10¹² - Umrechnungsfaktor von der Anzahl der Zerfälle pro Minute in Ci (1 Ci = 2,22*10¹² Zerfall/min).

Zur Bestimmung der spezifischen Aktivität ist eine Umrechnung der Aktivität pro 1 mg auf 1 kg erforderlich .

Aud = A*10 6, (Ku/kg)

Vorbereitungen für die Radiometrie können vorbereitet werden dünn dick oder Zwischenschicht das untersuchte Material.

Wenn das zu testende Material hat halbe Dämpfungsschicht - D1/2,

Das dünn - um d<0,1D1/2, dazwischenliegend - 0,1D1/2 dick (Dickschichtpräparate) d>4D1/2.

Alle Korrekturfaktoren wiederum hängen von vielen Faktoren ab und werden wiederum anhand komplexer Formeln berechnet. Daher ist die Berechnungsmethode sehr arbeitsintensiv.

Relative (Vergleichs-)Methode hat breite Anwendung bei der Bestimmung der Betaaktivität von Arzneimitteln gefunden. Es basiert auf dem Vergleich der Zählrate eines Standards (eines Arzneimittels mit bekannter Aktivität) mit der Zählrate des gemessenen Arzneimittels.

In diesem Fall müssen bei der Messung der Aktivität des Standards und des Testarzneimittels völlig identische Bedingungen vorliegen.

Apr = Aet* Npr/Net, Wo

Aet ist die Aktivität des Referenzarzneimittels, Dispersion/min;

Apr – Radioaktivität des Arzneimittels (Probe), Dispersion/Minute;

Netto – Zählgeschwindigkeit vom Standard, imp/min;

Npr – Zählrate des Arzneimittels (Probe), imp/min.

In den Pässen für radiometrische und dosimetrische Geräte ist in der Regel angegeben, mit welchem ​​Fehler die Messungen durchgeführt wurden. Maximaler relativer Fehler Messungen (manchmal auch als grundlegender relativer Fehler bezeichnet) werden als Prozentsatz angegeben, beispielsweise ± 25 %. Bei verschiedenen Instrumententypen kann er zwischen ± 10 % und ± 90 % liegen (manchmal wird der Fehler der Messart für verschiedene Abschnitte der Skala separat angegeben).

Anhand des maximalen relativen Fehlers ± d% können Sie das Maximum ermitteln absolut Messfehler. Wenn Messwerte von Instrument A erfasst werden, beträgt der absolute Fehler DA=±Ad/100. (Wenn A = 20 mR und d = ±25 %, dann ist in Wirklichkeit A = (20 ± 5) mR. Das heißt, im Bereich von 15 bis 25 mR.

17. Detektoren für ionisierende Strahlung. Einstufung. Prinzip und Funktionsdiagramm eines Szintillationsdetektors.

Radioaktive Strahlung kann mit speziellen Geräten nachgewiesen (isoliert, nachgewiesen) werden – Detektoren, deren Funktionsweise auf den physikalischen und chemischen Effekten basiert, die bei der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie entstehen.

Arten von Detektoren: Ionisation, Szintillation, fotografisch, chemisch, kalorimetrisch, Halbleiter usw.

Die am weitesten verbreiteten Detektoren basieren auf der Messung der direkten Wirkung der Wechselwirkung von Strahlung mit Materie – der Ionisierung des gasförmigen Mediums. Ionisationskammern;

- Proportionalzähler;

- Geiger-Müller-Zähler (Gasentladungszähler);

- Korona- und Funkenzähler,

sowie Szintillationsdetektoren.

Szintillation (lumineszierend) Das Strahlungsdetektionsverfahren basiert auf der Eigenschaft von Szintillatoren, unter dem Einfluss geladener Teilchen sichtbare Lichtstrahlung (Lichtblitze – Szintillationen) auszusenden, die von einem Photomultiplier in elektrische Stromimpulse umgewandelt werden.

Kathode Dynoden Anode Der Szintillationszähler besteht aus einem Szintillator und

PMT. Szintillatoren können organisch sein oder

Anorganisch, fest, flüssig oder gasförmig

Zustand. Dabei handelt es sich um Lithiumiodid, Zinksulfid,

Natriumiodid, Angrazen-Einkristalle usw.

100 +200 +400 +500 Volt

PMT-Betrieb:- Unter dem Einfluss von Kernteilchen und Gammaquanten

Im Szintillator werden Atome angeregt und emittieren Quanten sichtbarer Farbe – Photonen.

Photonen bombardieren die Kathode und schlagen Photoelektronen aus ihr heraus:

Photoelektronen werden durch das elektrische Feld der ersten Dynode beschleunigt, schlagen Sekundärelektronen aus dieser heraus, die durch das Feld der zweiten Dynode beschleunigt werden usw., bis sich ein Lawinenstrom von Elektronen bildet, der auf die Kathode trifft und von dieser aufgezeichnet wird elektronische Schaltung des Geräts. Die Zähleffizienz von Szintillationszählern erreicht 100 %. Die Auflösung ist viel höher als in Ionisationskammern (10 v-5 - !0 v-8 gegenüber 10¯³ in Ionisationskammern). Szintillationszähler finden in radiometrischen Geräten eine sehr breite Anwendung

18. Radiometer, Zweck, Klassifizierung.

Nach Vereinbarung.

Radiometer - Geräte bestimmt für:

Messungen der Aktivität radioaktiver Medikamente und Strahlungsquellen;

Bestimmung der Flussdichte oder Intensität ionisierender Teilchen und Quanten;

Oberflächenradioaktivität von Objekten;

Spezifische Aktivität von Gasen, Flüssigkeiten, Feststoffen und körnigen Stoffen.

Radiometer verwenden hauptsächlich Gasentladungszähler und Szintillationsdetektoren.

Sie sind in tragbare und stationäre unterteilt.

Sie bestehen in der Regel aus: - einem Detektor-Impulssensor; - Impulsverstärker; - Konverter; - elektromechanischer oder elektronischer Zähler; - Hochspannungsquelle für den Detektor; - Stromversorgung für alle Geräte.

In der Reihenfolge der Verbesserung wurden Folgendes hergestellt: Radiometer B-2, B-3, B-4;

Dekatron-Radiometer PP-8, RPS-2; automatisierte Labore „Gamma-1“, „Gamma-2“, „Beta-2“; ausgestattet mit Computern, die die Berechnung von bis zu mehreren tausend Proben mit automatischem Ausdruck der Ergebnisse ermöglichen, DP-1, SRP -68 Radiometer sind weit verbreitet -01.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an.

19. Dosimeter, Zweck, Klassifizierung.

Die Industrie stellt eine große Anzahl radiometrischer und dosimetrischer Gerätetypen her, die wie folgt klassifiziert werden können:

Durch die Methode der Strahlungsaufzeichnung (Ionisation, Szintillation usw.);

Nach Art der detektierten Strahlung (a,b,g,n,p)

Stromquelle (Netz, Batterie);

Nach Einsatzort (stationär, vor Ort, individuell);

Nach Vereinbarung.

Dosimeter - Geräte, die die Exposition und die absorbierte Dosis (oder Dosisleistung) der Strahlung messen. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Detektor, einem Verstärker und einem Messgerät. Der Detektor kann eine Ionisationskammer, ein Gasentladungszähler oder ein Szintillationszähler sein.

Eingeteilt in Dosisleistungsmessgeräte- Dies sind DP-5B, DP-5V, IMD-5 und Einzeldosimeter- Messen Sie die Strahlendosis über einen bestimmten Zeitraum. Dies sind DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2 usw. Es handelt sich um Taschendosimeter, einige davon sind direkt ablesbar.

Es gibt spektrometrische Analysatoren (AI-Z, AI-5, AI-100), mit denen Sie die Radioisotopenzusammensetzung beliebiger Proben (z. B. Böden) automatisch bestimmen können.

Darüber hinaus gibt es eine Vielzahl von Alarmen, die auf eine übermäßige Hintergrundstrahlung und den Grad der Oberflächenverschmutzung hinweisen. Beispielsweise signalisieren SZB-03 und SZB-04 eine Überschreitung der Handkontaminationsmenge mit betaaktiven Substanzen.

Geben Sie den Zweck und die Eigenschaften eines der Geräte an

20. Ausrüstung für die radiologische Abteilung des Veterinärlabors. Eigenschaften und Betrieb des Radiometers SRP-68-01.

Personalausrüstung für radiologische Abteilungen regionaler Veterinärlabore und spezieller radiologischer Bezirks- oder Bezirksgruppen (in regionalen Veterinärlaboren)

Radiometer DP-100

Radiometer KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiometer SRP 68-01

Radiometer „Besklet“

Radiometer - Dosimeter -01Р

Radiometer DP-5V (IMD-5)

Satz Dosimeter DP-22V (DP-24V).

Labore können mit anderen Arten radiometrischer Geräte ausgestattet werden.

Die meisten der oben genannten Radiometer und Dosimeter sind in der Abteilung im Labor erhältlich.

21. Periodisierung der Gefahren bei einem Kernkraftwerksunfall.

Kernreaktoren nutzen intranukleare Energie, die bei Spaltkettenreaktionen von U-235 und Pu-239 freigesetzt wird. Bei einer Spaltkettenreaktion entstehen sowohl in einem Kernreaktor als auch in einer Atombombe etwa 200 radioaktive Isotope von etwa 35 chemischen Elementen. In einem Kernreaktor wird die Kettenreaktion kontrolliert und Kernbrennstoff (U-235) „verbrennt“ darin nach und nach über einen Zeitraum von zwei Jahren. Spaltprodukte – radioaktive Isotope – reichern sich im Brennelement (Brennelement) an. Eine Atomexplosion kann in einem Reaktor weder theoretisch noch praktisch stattfinden. Im Kernkraftwerk Tschernobyl kam es aufgrund von Personalfehlern und einem groben Technologieverstoß zu einer thermischen Explosion, bei der zwei Wochen lang radioaktive Isotope in die Atmosphäre freigesetzt wurden, die von Winden in verschiedene Richtungen getragen wurden und sich über weite Gebiete niederließen. Dies führt zu einer fleckigen Verunreinigung des Bereichs. Von allen R/A-Isotopen waren die biologisch gefährlichsten: Jod-131(I-131) – mit einer Halbwertszeit (T 1/2) 8 Tage, Strontium - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 Jahre und Cäsium - 137(Cs-137) – T 1/2 – 30 Jahre. Durch den Unfall wurden im Kernkraftwerk Tschernobyl 5 % des Brennstoffs und der angesammelten radioaktiven Isotope freigesetzt – 50 MCi Aktivität. Für Cäsium-137 entspricht dies 100 Stück. 200 Karat. Atombomben. Mittlerweile gibt es weltweit mehr als 500 Reaktoren, und einige Länder beziehen 70-80 % ihres Stroms aus Kernkraftwerken, in Russland 15 %. Angesichts der Erschöpfung der organischen Brennstoffreserven in absehbarer Zukunft wird die Kernenergie die Hauptenergiequelle sein.

Periodisierung der Gefahren nach dem Unfall von Tschernobyl:

1. Zeitraum akuter Jodgefahr (Jod - 131) für 2-3 Monate;

2. Zeitraum der Oberflächenkontamination (kurz- und mittellebige Radionuklide) – bis Ende 1986;

3. Zeitraum des Wurzeleintritts (Cs-137, Sr-90) – ab 1987 für 90–100 Jahre.

22. Natürliche Quellen ionisierender Strahlung. Kosmische Strahlung und natürliche radioaktive Stoffe. Dosis von ERF.

1. Natürliche Quellen ionisierender Strahlung (iii)

Die natürliche Hintergrundstrahlung besteht aus:

Kosmische Strahlung;

Strahlung natürlicher radioaktiver Substanzen, die auf der Erde vorkommen

Steine, Wasser, Luft, Baumaterialien;

Strahlung natürlicher radioaktiver Stoffe, die in Pflanzen enthalten sind

und die Tierwelt (einschließlich des Menschen).

Kosmische Strahlung - geteilt durch primär Dies ist ein kontinuierlich fallender Strom aus Wasserstoffkernen (Protonen) – 80 % und Kernen leichter Elemente (Helium (Alphateilchen), Lithium, Beryllium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff) – 20 %, der von den Oberflächen von Sternen, Nebeln usw. verdampft Die Sonne verstärkt (beschleunigt) die elektromagnetischen Felder von Weltraumobjekten immer wieder auf eine Energie in der Größenordnung von 10·10 eV und höher. (In unserer Galaxie - Milchstraße - 300 Milliarden Sterne und Galaxien 10 14)

Durch die Wechselwirkung mit den Atomen der Lufthülle der Erde entstehen durch diese primäre kosmische Strahlung Ströme sekundär kosmische Strahlung, die größte aller bekannten Elementarteilchen und Strahlungen (± mu- und pi-Mesonen – 70 %; Elektronen und Positronen – 26 %, primäre Protonen – 0,05 %, Gammaquanten, schnelle und ultraschnelle Neutronen).

Natürliche radioaktive Stoffe in drei Gruppen unterteilt:

1) Uran und Thorium mit ihren Zerfallsprodukten sowie Kalium-40 und Rubidium-87;

2) Weniger verbreitete Isotope und Isotope mit einem großen T 1/2 (Kalzium-48, Zirkonium-96, Neodym-150, Samarium-152, Rhenium-187, Wismut-209 usw.);

3) Kohlenstoff-14, Tritium, Beryllium -7 und -9 – werden in der Atmosphäre unter dem Einfluss kosmischer Strahlung kontinuierlich gebildet.

Am häufigsten in der Erdkruste ist Rubidium-87 (T 1/2 = 6,5.10 10 Jahre), dann Uran-238, Thorium-232, Kalium-40. Aber die Radioaktivität von Kalium-40 in der Erdkruste übersteigt die Radioaktivität aller anderen Isotope zusammen (T 1/2 = 1,3 · 10 9). Jahre). Kalium-40 ist in Böden weit verbreitet, insbesondere in tonigen Böden, seine spezifische Aktivität beträgt 6,8.10 -6 Ci/g.

In der Natur besteht Kalium aus 3 Isotopen: dem stabilen K-39 (93 %) und K-41 (7 %) sowie dem radioaktiven K-40 (0,1 %). Die Konzentration von K-40 in Böden beträgt 3-20 nKu/g (pico - 10 -12),

Der Weltdurchschnitt wird mit 10 angenommen. Somit sind in 1 m³ (2 Tonnen) 20 µKu, in 1 km² 5Ku (Wurzelschicht = 25 cm). Der durchschnittliche Gehalt an U-238 und Th-232 wird mit 0,7 nKu/g angenommen. Diese drei Isotope erzeugen die Dosisleistung des natürlichen Hintergrunds aus dem Boden = ungefähr 5 μR/h (und die gleiche Menge aus kosmischer Strahlung). Unser Hintergrund (8–10 μR/h unter dem Durchschnitt. Schwankungen im ganzen Land 5–18, in die Welt bis zu 130 und sogar bis zu 7000 microR/h.

Baustoffe erzeugen zusätzliche Gammastrahlung innerhalb von Gebäuden (in Stahlbeton bis zu 170 Mrad/Jahr, in Holzbauten - 50 Mrad/Jahr).

Wasser, Als Lösungsmittel enthält es lösliche Komplexverbindungen aus Uran, Thorium und Radium. In Meeren und Seen ist die Konzentration radioaktiver Elemente höher als in Flüssen. Mineralquellen enthalten viel Radium (7,5*10 -9 Cu/l) und Radon (2,6*10 -8 Cu/l). Kalium-40 im Wasser von Flüssen und Seen ist ungefähr so ​​hoch wie Radium (10 -11 Cu/l).

Luft(Atmosphäre) enthält Radon und Thoron, die aus den Gesteinen der Erde freigesetzt werden, sowie Kohlenstoff-14 und Tritium, die sich kontinuierlich in der Atmosphäre unter dem Einfluss von Neutronen sekundärer kosmischer Strahlung bilden, die mit Stickstoff und Wasserstoff der Atmosphäre interagieren. Besonders gefährlich ist die Anreicherung von Radon in schlecht belüfteten Gebäuden. Bei neu errichteten Gebäuden gilt ein Richtwert von 100 Bq/m³, bei bewohnten Gebäuden 200 Bq/m³, bei Überschreitung von 400 Bq/m³ werden Maßnahmen zur Radonminderung ergriffen oder die Nutzung des Gebäudes umgewidmet. Berechnungen zeigen, dass bei Radonkonzentrationen von 16 und 100 Bq/m³ die Jahresdosis 100 mrem bzw. 1 rem beträgt. Reale Konzentration: 11 Bq/m³

Pflanzen und Tiere absorbieren sehr intensiv die radioaktiven Isotope K-40, C-14, H-3 aus der Umwelt (das sind die Bausteine ​​von Proteinmolekülen). Andere Radionuklide in geringerem Umfang.

Die innere Bestrahlung der meisten Organe ist auf das Vorhandensein von K-40 in ihnen zurückzuführen. Die jährliche Dosis von K-40 beträgt: für rotes Knochenmark - 27 mrad

Lunge - 17 mrad

Gonaden -15 mrad

Von anderen Radionukliden im Körper beträgt die Dosis 1/100, 1/1000 dieser Werte. Eine Ausnahme bildet Radon, das durch Einatmen in die Lunge gelangt und eine Dosis von bis zu 40 Mrad pro Jahr erzeugt.

Somit erhält ein Mensch nur durch natürliche und durch äußere und innere Strahlung eine jährliche Dosis 200 mrad (mrem) (oder 2mSv)

aus III Erdengang - 167 (interne Belastung durch K-40 und Rn-222......... 132 mrem)

(externe Strahlung von K-40, U-238, Th-232, Rb-87.......... 35 mrem)

aus iii Kosmischer Ursprung .- 32 (äußere Strahlung von g-Quanten, m, p-Mesonen.... .30mrem)

(interne Strahlung von S-14, N-3................. 2 mrem)

Schlussfolgerungen.1. Die Dosis durch äußere Einwirkung natürlicher Strahlung beträgt 65 mrem, was 30 % der Gesamtdosis entspricht. Mit Dosimetern messen wir nur diesen Teil der Dosis.

2. Der Beitrag von Radon zur Jahresdosis beträgt 25-40 %.

Raucher eine zusätzliche Strahlungsdosis der Lunge durch radioaktives Po-210 erhalten (in einer Zigarette sind 7 mBq Po enthalten). Laut US-Statistiken ist die Sterblichkeit durch Rauchen höher als durch Alkohol – 150.000 Stunden pro Jahr.

In den letzten Jahrtausenden war die Strahlungssituation auf der Erde stabil. Unter den Bedingungen dieses Strahlungshintergrunds fand die Entwicklung von Flora und Fauna statt und alle vorherigen Generationen von Menschen lebten.

24. Künstliche Quellen ionisierender Strahlung (Röntgenanlagen, Atomtestexplosionen, Kernenergie, moderne technische Geräte).

Künstliche Strahlungsquellen stellen eine zusätzliche Dosisbelastung für den Menschen dar und werden in vier große Gruppen eingeteilt.

1) Röntgengeräte, die in der Medizin zu diagnostischen und therapeutischen Zwecken eingesetzt werden.

2) Atomtestexplosionen.

3) Kernenergie (Unternehmen für den Kernbrennstoffkreislauf – NFC).

4) Eine Reihe moderner technischer Geräte (Leuchtzifferblätter und Messgeräte, Fernseher, Computerbildschirme, Röntgen- und Gammaanlagen zur Fehlererkennung, Beobachtungen auf Flughäfen, Computertomographie usw.).

Wenn wir laut ICDAR die jährliche Äquivalentdosis natürlicher Strahlungsquellen (200 mrem) als 100 % annehmen, sind künstliche Strahlungsquellen zusätzlich für Folgendes verantwortlich:

Bestrahlung durch Röntgengeräte – 20 % (40 mrem); (pro durchschnittlicher Person)

Gifte testen. Explosionen von 7 % in den frühen 60er Jahren. bis zu 0,8 % in den 80er Jahren (absteigende Tendenz);

Kernenergie von 0,001 % des natürlichen Hintergrunds im Jahr 1965 auf 0,05 % im Jahr 2000 (geringer Wachstumstrend);

Für technische Geräte (Fernseher, Computer usw.) - vernachlässigbare Werte.

Röntgenanlagen - Auf Anordnung des Gesundheitsministeriums werden die Dosierungen festgelegt

· Fluorographie der Brustorgane bis 0,6 mSv (Zahnbild 0,1-0,2 mrem)

· Durchleuchtung der Lunge bis 1,4 mSv, des Magens bis 3,4 mSv (340 mrem)

Explosionen bei Atomtests

Von 1945 bis 1962 wurden 423 Testexplosionen in der Atmosphäre mit einer Gesamtleistung von mehr als 500 Mt durchgeführt (UdSSR, USA, Frankreich, China, Großbritannien). Unterirdische Tests werden noch durchgeführt.

Bei einer Kernexplosion kommt es unter dem Einfluss von Neutronen zu einer Kettenreaktion der Kernspaltung schwerer Elemente (U 235, Pu 239). Bei der Reaktion entstehen etwa 250 Isotope von 35 x. Elemente, von denen 225 radioaktiv sind. (Beispiel – Schneiden einer Wassermelone mit 235 Kernen) Die resultierenden Radionuklide haben unterschiedliche Halbwertszeiten – Bruchteile von Sekunden, Sekunden, Minuten, Stunden, Tagen, Monaten, Jahren, Jahrhunderten, Jahrtausenden und Millionen von Jahren.

Von dieser Vielzahl an Kernfragmenten und deren Folgeprodukten sind 10 Radionuklide aufgrund ihrer radiotoxikologischen und physikalischen Eigenschaften für die veterinärmedizinische Radiobiologie und Radioökologie landwirtschaftlicher Nutztiere von Interesse.

Die meisten Radionuklide sind Beta- und Gammastrahler. Besonders gefährlich sind Jod-131, Barium-140 und Strontium-89. Anschließend Strontium-90 und Caesnium-137.

In den 35 Jahren nach der Einstellung der Atomwaffentests fielen alle Produkte nuklearer Explosionen aus dem Reservoir der Atmosphäre und der Stratosphäre auf die Oberfläche hauptsächlich der nördlichen Hemisphäre der Erde, was die Kontamination des Landes mit Sr-90 und Cs erhöhte -137 auf 0,2 Ku/km², jetzt ist sie auf 0,1 Ku/km² gesunken (für Menschen - oral).

Atomkraft - Hierbei handelt es sich um miteinander verbundene Unternehmen des Kernbrennstoffkreislaufs (Abbau, Anreicherung und Verarbeitung von Uranerz, Herstellung von Brennstäben, deren Verbrennung in Kernkraftwerken, Verarbeitung von Brennstäben, Abfallentsorgung, Rückbau abgebrannter Kernkraftwerke).

Trotz der Strahlungs- und Umweltgefahren, die von Kernkraftwerken ausgehen, nimmt deren Zahl von Jahr zu Jahr zu. Weltweit sind mehr als 500 Leistungsreaktoren mit einer Gesamtkapazität von etwa 30.000 MW in Betrieb. Sie decken 17 % des weltweiten Energieverbrauchs.

Die Kernenergie ist die umweltfreundlichste aller existierenden Methoden zur Stromerzeugung (bei störungsfreiem Betrieb). Ein Kohlekraftwerk belastet die Umwelt um ein Vielfaches stärker mit Strahlung als ein Kernkraftwerk gleicher Leistung.

Aber eine Reihe von Unfällen in den letzten Jahrzehnten in Kernkraftwerken, inkl. der größte im Kernkraftwerk Tschernobyl - 26.04.86, führt zu schwerer radioaktiver Kontamination großer Gebiete.

Die biologisch gefährlichsten Isotope waren Jod-131, Otrontium-90 und Chii-137.

25. Bewegungsmuster radioaktiver Stoffe in der Biosphäre. Strontium-Einheiten.

Zu den Bestandteilen der Biosphäre gehören radioaktive Stoffe aus nuklearen Explosionen, Notfallemissionen von Unternehmen des Kernbrennstoffkreislaufs und radioaktive Abfälle, die nicht auf die festgelegte Weise vergraben wurden. abiotisch (Boden, Wasser, Luft) und biotisch (Flora, Fauna) und nehmen am biologischen Stoffkreislauf teil.

Der kürzeste Weg radioaktiver Stoffe zum Menschen, abgesehen vom direkten Eintrag aus der Atmosphäre, führt über die Landwirtschaft. Pflanzen und Tiere in Ketten: Boden – Pflanze – Mensch; Boden – Pflanze – Tier – Mensch. Während des Unfalls von Tschernobyl wurden 50 MCU Aktivität in die Atmosphäre freigesetzt. Davon sind 20 % Jod-131 und 15 % Isotope von Cäsium und bis zu 2 % Strontium.

Jod, das in den Körper von Menschen und Tieren gelangt, konzentriert sich in der größten Menge (von 20 bis 60 %) in der Schilddrüse und stört deren Funktionen

Beim Übergang von einem Objekt der Biosphäre zu einem anderen verhalten sich Cäsium und Strontium ähnlich wie Kalium und Kalzium (da sie in ihren physikalischen Eigenschaften analog sind), gelangen schließlich in den Körper von Tieren und Menschen und erreichen die maximale Konzentration in Organen, die physiologisch reich an diesen Elementen sind ( Cäsium in Muskeln, Strontium in Knochen, Muscheln).

Es besteht eine gewisse Proportionalität dieser Anreicherung pro 1 Gramm Kalzium oder Kalium, ausgedrückt in Strontiumeinheiten (SU).

1CE = 1 nCu Sr-90 pro 1 Gramm Ca (Nano = 10 -9)

Das Verhältnis der CE-Anzahl der nachfolgenden Verknüpfung eines biologischen Systems zur vorherigen wird genannt Diskriminierungskoeffizient (CD) Sr-90 relativ zu Kalzium.

CD = CE in der Futterprobe / CE im Boden.

Viele weitere Fragen des Übergangs in den Gliedern biologischer Ketten sind kaum untersucht.

26. Toxizität radioaktiver Isotope.

Wenn radioaktive Isotope eines chemischen Elements in den Körper gelangen, nehmen sie auf die gleiche Weise am Stoffwechsel teil wie stabile Isotope eines bestimmten Elements. Die Toxizität von Radionukliden ist zurückzuführen auf:

· Art und Energie der Strahlung (das Hauptmerkmal, das die Toxizität bestimmt),

· Halbwertszeit;

· physikalische und chemische Eigenschaften des Stoffes, mit dem das Radionuklid in den Körper gelangt ist;

· Art der Verteilung zwischen Geweben und Organen;

· Ausscheidungsrate aus dem Körper.

Das Konzept des LET wurde eingeführt – linearer Energietransfer (dies ist die Energiemenge (in keV), die von einem Teilchen oder Quantum pro Wegeinheit (in Mikrometern) auf eine Substanz übertragen wird). LET – charakterisiert die spezifische Ionisierung und ist mit der RBE (relative biologische Wirksamkeit) einer bestimmten Strahlungsart verbunden. (Dies wurde bereits in Vorlesungen erwähnt)

Radionuklide mit sehr kurzer (Bruchteile einer Sekunde) und sehr langer (Millionen Jahre) Halbwertszeit können im Körper keine wirksame Dosis erzeugen und daher großen Schaden anrichten.

Die gefährlichsten Isotope haben eine Halbwertszeit von mehreren Tagen bis zu mehreren zehn Jahren.

In absteigender Reihenfolge der Strahlengefährdung werden Radionuklide in 4 Radiotoxizitätsgruppen eingeteilt (nach NRB – Strahlengefährdungsgruppen).

Radiotoxizitätsgruppe	Radionuklid	Durchschnittliche jährliche zulässige Konzentration im Wasser, K u/l
A – besonders hohe Radiotoxizität (r/t)	Pb-210, Po-210, Ra-226, Th-230 usw.	10 -8 - 10 -10
B – mit hoher Radiotoxizität	J-131, Bi-210, U-235, Sr-90 usw.	10 -7 - 10 -9
A – durchschnittliche Radiotoxizität	P-32, Co-60, Sr-89, Cs-137 usw.	10 -7 - 10 -8
A – niedrigste Radiotoxizität	C-14, Hg-197, H-3 (Tritium) usw.	10 -7 - 10 -6

NRB – Ermittlung der zulässigen Konzentration aller Radionuklide in der Luft des Arbeitsbereichs, der Atmosphäre, des Wassers, der jährlichen Aufnahme in den Körper durch die Atmungsorgane, durch die Verdauungsorgane, den Gehalt in einem kritischen Organ.

27. Aufnahme, Verteilung, Anreicherung radioaktiver Stoffe in Geweben und Organen und deren Entfernung aus dem Körper von Tieren.

Radionuklide können in den Körper von Tieren gelangen:

· Aerosol - durch die Lunge beim Einatmen verschmutzter Luft;

· oral - über den Verdauungstrakt mit Nahrung und Wasser (Hauptweg);

· resorptiv - durch Schleimhäute, Haut und Wunden.

Die biologische Wirkung von Radionukliden bei innerer Aufnahme hängt vom Aggregatzustand des Stoffes ab. Die größte Wirkung haben radioaktive Stoffe in Form gasförmiger und wasserlöslicher Verbindungen. Sie werden intensiv und in großen Mengen ins Blut aufgenommen, verteilen sich schnell im Körper oder konzentrieren sich in den entsprechenden Organen. Unlösliche radioaktive Partikel können lange Zeit auf den Schleimhäuten der Lunge und des Magen-Darm-Trakts verbleiben und dort lokale Strahlenschäden verursachen.

P/aktive Aerosole mit einer Größe von weniger als 0,5 Mikrometern, die in die Lunge gelangen, werden beim Ausatmen nahezu vollständig entfernt, Partikel von 0,5 bis 1 Mikrometer werden zu 90 % zurückgehalten, Staubpartikel größer als 5 Mikrometer werden zu bis zu 20 % erfasst. Größere Partikel, die sich in den oberen Atemwegen absetzen, werden ausgespuckt und gelangen in den Magen. Die meisten der in der Lunge zurückgehaltenen β-Nuklide werden schnell ins Blut aufgenommen, einige verbleiben lange in der Lunge.

Die relative Menge der Radioisotopenabsorption durch den Körper hängt von seinem Verhältnis zum Träger ab. Isotopenträger es ist ein nicht radioaktives Isotop dieses Elements (z. B. J-125 für J-131). Nichtisotopischer Träger - Ein weiteres Element ist ein chemisches Analogon eines radioaktiven Isotops (Ca für Sr-90, K für Cs-137).

Die Absorption und Deposition eines Radionuklids im Gewebe ist direkt proportional zu seinem Verhältnis zum Träger.

Da radioaktive Stoffe hauptsächlich über den Magen-Darm-Trakt in den Körper gelangen, liegt die Resorption (Absorption) einiger Radionuklide im Bereich von 100 bis 0,01 % (Cs, J – 100 %, Sr – von 9 bis 60 %, Cj - 30 %, Po - 6 %, U-3 %, Pu-0,01 %).

Die Verteilung von Radionukliden im Körper kann den stabilen Isotopen dieser Elemente ähneln (z. B. gelangt Kalzium in das Skelettsystem, Jod in die Schilddrüse) oder im gesamten Körper gleichmäßig verteilt sein.

Folgende Verteilungsarten radioaktiver Elemente werden unterschieden:

Uniform(H, Cs, Rb, K usw.) - hepatisch (Cer, Pu, Th, Mg usw.)

Skelett (osteotrop)(Ca, Sr, Ra usw.) Nieren- (Bi, Sbantimony, U, Asarsen)

Schilddrüsenstimulierend(J, Br Brom).

Als Organ wird das Organ bezeichnet, in dem es zu einer selektiven Konzentration des Radionuklids kommt und es dadurch der größten Strahlung und Schädigung ausgesetzt ist kritisch.

Die Lunge und der Magen-Darm-Trakt sind wichtige Organe, wenn unlösliche Radionuklidverbindungen durch sie eindringen. Für Jod ist das entscheidende Organ immer die Schilddrüse, für Strontium, Kalzium, Radium immer die Knochen.

Das hämatopoetische System und die Gonaden sind selbst bei niedrigen Strahlendosen die anfälligsten Systeme und für alle Radionuklide kritische Organe.

Die Art der Verteilung von Radionukliden im Körper ist für alle Säugetierarten (einschließlich des Menschen) gleich.

Junge Tiere zeichnen sich durch eine intensivere Aufnahme und Ablagerung von Radionukliden im Gewebe aus. Bei schwangeren Frauen passieren radioaktive Isotope die Plazenta und lagern sich im Gewebe des Fötus ab.

Radioaktive Isotope (sowie stabile) werden durch den Austausch vom Körper mit Kot, Urin, Milch, Eiern und auf andere Weise ausgeschieden.

Biologische Halbwertszeit(Tb) ist die Zeit, in der die Hälfte der aufgenommenen Menge eines Elements aus dem Körper ausgeschieden wird. Der Verlust des Isotops im Körper wird jedoch durch den radioaktiven Zerfall beschleunigt (gekennzeichnet durch T 1/2).

Der tatsächliche Verlust an Radionukliden aus dem Körper wird ausgedrückt effektive Halbwertszeit , (Teff ).

Teff = (T b ·T 1/2)/(T b +T 1/2)

Berechnen wir für Cs-137(T b = 0,25 Jahre, T 1/2 = 30 Jahre. T eff = (0,25*30)/(0,25+ 30) = 0,24 Jahre (90 Tage)

Radionuklide mit kurzem Teff (Cs-137, Y-90yttrium, Ba-140 usw.) können bei einmaliger oder kurzzeitiger Einbringung in nahezu gleicher Dosis in den Körper einen akuten oder chronischen Verlauf der Strahlenkrankheit verursachen wodurch es zu einer raschen Normalisierung des Blutbildes und des Allgemeinzustandes des Tieres kommt.

Unter den gleichen Bedingungen der Exposition gegenüber Radionukliden mit hohem Teff (Sr-90, Ra-226 Pu-239 usw.) gibt es einen signifikanten Unterschied in den Dosen, die den akuten oder chronischen Krankheitsverlauf verursachen. Die Erholungsphase der Krankheit ist sehr lang, häufig treten bösartige Tumoren auf, Thrombozytopenie, Anämie, Unfruchtbarkeit und andere Erkrankungen bleiben über viele Jahre bestehen.

Bei Tieren, die zur Fleischschlachtung bestimmt sind, haben diese Auswirkungen möglicherweise keine Zeit, sich zu bemerkbar zu machen, aber bei Zucht- und Milchvieh ist die Gefahr ihres Auftretens durchaus real.

Tiere in der menschlichen Nahrungskette dienen als eine Art Filter für Radionuklide und reduzieren deren Eintrag mit der Nahrung in den menschlichen Körper.

28. Toxikologie des biologisch aktiven Isotops J-131.

Laut Lehrbuch

29. Toxikologie des biologisch aktiven Isotops Cs-137.

Laut Lehrbuch

30. Toxikologie des biologisch aktiven Isotops Sr-90.

Laut Lehrbuch

31. Moderne Vorstellungen über den Mechanismus der biologischen Wirkung ionisierender Strahlung.

1 Moderne Vorstellungen über den Mechanismus der biologischen Wirkung von i.i.

Wenn Alpha-, Beta-Teilchen, Gamma- und Röntgenstrahlung sowie Neutronen mit Körpergewebe interagieren, durchlaufen die folgenden Stufen nacheinander:

-Elektrische Interaktion Durchdringende Strahlung mit Atomen (Zeit - Billionstelsekunden) - Elektronentrennung - Ionisierung des Mediums (dies ist ein Prozess der Energieübertragung, wenn auch in kleinen Mengen, aber sehr effektiv).

-Physikalisch-chemische Veränderungen (Milliardstel Sekunden) nehmen die resultierenden Ionen an einer komplexen Reaktionskette teil und bilden Produkte mit hoher chemischer Aktivität: hydratisiertes Oxid HO 2, Wasserstoffperoxid H 2 O 2 usw. sowie freie Radikale H, OH (Gewebe). besteht zu 60-70 % aus Wasser. In einem Wassermolekül beträgt das Verhältnis von H zu O 2:16 oder 1:8 (bezogen auf die Masse). Daher sind von 50 kg Wasser bei einer normalen Person mit einem Gewicht von 70 kg etwa 40 kg Sauerstoff.

-Chemische Veränderungen. Im Laufe der nächsten Millionstelsekunde reagieren freie Radikale miteinander und mit Proteinmolekülen, Enzymen usw. durch eine Kette oxidativer Reaktionen (noch nicht vollständig verstanden) und verursachen chemische Veränderungen biologisch wichtiger Moleküle.

-Biologische Wirkungen - Stoffwechselprozesse werden gestört, die Aktivität von Enzymsystemen wird unterdrückt, DNA- und Proteinsynthese werden gestört, Toxine werden gebildet, es treten frühe physiologische Prozesse auf (Hemmung der Zellteilung, Bildung von Mutationen, degenerative Veränderungen). Innerhalb weniger Sekunden ist der Zelltod oder nachfolgende Zellveränderungen möglich, die zu Krebs führen können (vielleicht in 2-3 Jahrzehnten).

Letztlich kommt es zu einer Störung der lebenswichtigen Funktionen einzelner Funktionen oder Systeme sowie des gesamten Organismus.

Das Ergebnis der biologischen Strahlungswirkung ist in der Regel eine Störung normaler biochemischer Prozesse mit anschließenden funktionellen und morphologischen Veränderungen in den Zellen und Geweben des Tieres.

Der Mechanismus der biologischen Wirkung ist komplex und nicht vollständig verstanden; es gibt mehrere Hypothesen und Theorien (London, Timofeev-Resovsky, Tarusev, Kudryashev, Kuzin, Gorizontov usw.).

Stattfinden:

Die Theorie der direkten und indirekten Wirkung ionisierender Strahlung, die sich im Verdünnungseffekt und Sauerstoffeffekt manifestiert,

Theorie von Zielen oder Treffern,

Stochastische (probabilistische) Hypothese,

Theorie der Lipid-(Primär-)Radiotoxine und Kettenreaktionen,

Strukturell-metabolische Theorie (Kuzin),

Die Hypothese eines endogenen Hintergrunds erhöhter Strahlenresistenz und das immunbiologische Konzept.

Alle Theorien erklären nur bestimmte (besondere) Aspekte des Mechanismus der primären biologischen Wirkung ionisierender Strahlung und werden bei Warmblütern experimentell nicht vollständig bestätigt.

Die betrachtete Stufe ist definiert als primär (unmittelbar) die Wirkung von Strahlung auf biochemische Prozesse, Funktionen und Strukturen von Organen und Geweben.

Zweite Phase- indirekte Aktion , wird durch neurogene und humorale Veränderungen verursacht, die im Körper unter dem Einfluss von Strahlung auftreten.

(Zwei Formen der Regulation im Körper: nervös und humoral (Wechselwirkung durch flüssige innere Medien – Blut, Gewebeflüssigkeit usw.) – Verbindungen einer einzigen neurohumoralen Funktionsregulation).

Die humorale oder indirekte Wirkung der Strahlung erfolgt durch toxische Substanzen (Radiotoxine), die im Körper während der Strahlenkrankheit gebildet werden (die wichtigsten Strahlenschädigungssyndrome entwickeln sich - Blutveränderungen, Erbrechen usw.).

32. Die Wirkung ionisierender Strahlung auf die Zelle.