Protección contra sobretensiones

Método para medir la radiactividad en el aire atmosférico. Métodos básicos para medir la radiactividad Requisitos de presentación de informes

    1. Radiaciones ionizantes
    2. Métodos de detección y medición.
    3. Unidades de medida
    4. Unidades de radiactividad
    5. Unidades de radiación ionizante
    6. Valores dosimétricos
    7. Dispositivos de reconocimiento radiológico y vigilancia dosimétrica
    8. Dosímetros domésticos
    9. Radiofobia

Radiación ionizante

Radiación ionizante - Se trata de cualquier radiación cuya interacción con el medio ambiente conduce a la formación de cargas eléctricas de diferentes signos.
Durante una explosión nuclear, accidentes en centrales nucleares y otras transformaciones nucleares, aparece y actúa radiación que no es visible ni perceptible para los humanos. Por su naturaleza, la radiación nuclear puede ser electromagnética, como la radiación gamma, o puede ser una corriente de partículas elementales que se mueven rápidamente: neutrones, protones, partículas beta y alfa. Cualquier radiación nuclear, al interactuar con diversos materiales, ioniza sus átomos y moléculas. La ionización del medio ambiente es más fuerte cuanto mayor es la dosis de radiación penetrante o la radiactividad de la radiación y su exposición prolongada.

El efecto de las radiaciones ionizantes en humanos y animales es la destrucción de las células vivas del cuerpo, lo que puede provocar diversos grados de enfermedad y, en algunos casos, la muerte. Para evaluar el impacto de las radiaciones ionizantes en los humanos (animales), se deben tener en cuenta dos características principales: la capacidad ionizante y la capacidad de penetración. Veamos estas dos habilidades para la radiación alfa, beta, gamma y de neutrones. La radiación alfa es una corriente de núcleos de helio con dos cargas positivas. La capacidad ionizante de la radiación alfa en el aire se caracteriza por la formación de una media de 30 mil pares de iones por 1 cm de recorrido. Eso es mucho. Este es el principal peligro de esta radiación. La capacidad de penetración, por el contrario, no es muy grande. En el aire, las partículas alfa viajan sólo 10 cm y son detenidas por una hoja de papel normal.

La radiación beta es una corriente de electrones o positrones a una velocidad cercana a la velocidad de la luz. La capacidad ionizante es baja y asciende a 40 - 150 pares de iones por 1 cm de recorrido en el aire. El poder de penetración es mucho mayor que el de la radiación alfa, alcanzando los 20 cm en el aire.

La radiación gamma es radiación electromagnética que viaja a la velocidad de la luz. La capacidad ionizante del aire es de sólo unos pocos pares de iones por 1 cm de recorrido. Pero el poder de penetración es muy alto: 50 a 100 veces mayor que el de la radiación beta y se eleva a cientos de metros en el aire.
La radiación de neutrones es una corriente de partículas neutras que vuelan a una velocidad de 20 a 40 mil km/s. La capacidad ionizante es de varios miles de pares de iones por 1 cm de recorrido. El poder de penetración es extremadamente alto y alcanza varios kilómetros en el aire.
Teniendo en cuenta la capacidad ionizante y penetrante, podemos sacar una conclusión. La radiación alfa tiene una alta capacidad de penetración ionizante y débil. La ropa común protege completamente a una persona. El más peligroso es la entrada de partículas alfa al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos. La radiación beta tiene menos poder de ionización que la radiación alfa, pero mayor poder de penetración. La ropa ya no puede proporcionar una protección completa; es necesario utilizar cualquier tipo de cobertura. Será mucho más confiable. La radiación gamma y de neutrones tiene una capacidad de penetración muy alta; la protección contra ellas solo puede ser proporcionada por refugios, refugios contra la radiación, sótanos y sótanos confiables.

Métodos de detección y medición.

Como resultado de la interacción de la radiación radiactiva con el entorno externo, se produce la ionización y excitación de sus átomos y moléculas neutros. Estos procesos cambian las propiedades fisicoquímicas del medio irradiado. Tomando como base estos fenómenos, se utilizan métodos de ionización, químicos y de centelleo para registrar y medir la radiación ionizante.

Método de ionización. Su esencia radica en el hecho de que bajo la influencia de la radiación ionizante en un medio (volumen de gas), se produce la ionización de las moléculas, como resultado de lo cual aumenta la conductividad eléctrica de este medio. Si se colocan en él dos electrodos, a los que se aplica un voltaje constante, entonces se produce un movimiento dirigido de iones entre los electrodos, es decir, A través de él pasa la llamada corriente de ionización, que puede medirse fácilmente. Estos dispositivos se denominan detectores de radiación. Como detectores en los instrumentos dosimétricos se utilizan cámaras de ionización y contadores de descarga de gas de diversos tipos.
El método de ionización es la base para el funcionamiento de instrumentos dosimétricos como DP-5A (B,V), DP-22V e ID-1.

Método químico. Su esencia radica en el hecho de que las moléculas de determinadas sustancias, como resultado de la exposición a radiaciones ionizantes, se desintegran formando nuevos compuestos químicos. La cantidad de sustancias químicas recién formadas se puede determinar de varias maneras. El método más conveniente para esto se basa en un cambio en la densidad del color del reactivo con el que reacciona el compuesto químico recién formado. El principio de funcionamiento del dosímetro químico DP-70 MP para radiación gamma y de neutrones se basa en este método.

Método de centelleo. Este método se basa en el hecho de que algunas sustancias (sulfuro de zinc, yoduro de sodio, tungstato de calcio) brillan cuando se exponen a radiaciones ionizantes. La aparición de brillo es consecuencia de la excitación de los átomos bajo la influencia de la radiación: al regresar al estado fundamental, los átomos emiten fotones de luz visible de brillo variable (centelleo). Los fotones de luz visible son capturados por un dispositivo especial, el llamado tubo fotomultiplicador, que es capaz de detectar cada destello. El funcionamiento del dosímetro individual ID-11 se basa en el método de centelleo para detectar radiaciones ionizantes.

unidades de medida

A medida que los científicos descubrieron la radiactividad y la radiación ionizante, comenzaron a aparecer sus unidades de medida. Por ejemplo: radiografía, curie. Pero no estaban conectados por ningún sistema y, por lo tanto, se les llama unidades no sistémicas. En todo el mundo existe ahora un sistema de medición unificado: SI (Sistema Internacional). En nuestro país está sujeto a aplicación obligatoria desde el 1 de enero de 1982. Para el 1 de enero de 1990 debía completarse esta transición. Pero debido a dificultades económicas y de otro tipo, el proceso se está retrasando. Sin embargo, todos los equipos nuevos, incluidos los equipos dosimétricos, por regla general, se calibran en unidades nuevas.

Unidades de radiactividad

La unidad de actividad es una transformación nuclear por segundo. Para fines de reducción, se utiliza un término más simple: una desintegración por segundo (decaimiento/s). En el sistema SI, esta unidad se llama becquerel (Bq). En la práctica de la vigilancia radiológica, incluso en Chernobyl, hasta hace poco se utilizaba ampliamente una unidad de actividad fuera del sistema, la curie (Ci). Un curie equivale a 3,7 * 1010 transformaciones nucleares por segundo. La concentración de una sustancia radiactiva suele caracterizarse por la concentración de su actividad. Se expresa en unidades de actividad por unidad de masa: Ci/t, mCi/g, kBq/kg, etc. (actividad específica). Por unidad de volumen: Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3. etcétera. (concentración de volumen) o por unidad de área: Ci/km3, mCi/s m2. , PBq/m2. etcétera.

Unidades de radiación ionizante

Para medir las cantidades que caracterizan las radiaciones ionizantes, la unidad “roentgen” fue históricamente la primera en aparecer. Esta es una medida de la dosis de exposición a rayos X o radiación gamma. Posteriormente se añadió “rad” para medir la dosis de radiación absorbida.

Dosis de radiación(dosis absorbida): la energía de la radiación radiactiva absorbida en una unidad de sustancia irradiada o por una persona. A medida que aumenta el tiempo de irradiación, aumenta la dosis. En las mismas condiciones de irradiación, depende de la composición de la sustancia. La dosis absorbida altera los procesos fisiológicos del cuerpo y, en algunos casos, provoca enfermedades por radiación de diversa gravedad. Como unidad de dosis de radiación absorbida, el sistema SI proporciona una unidad especial: el gris (Gy). 1 gris es una unidad de dosis absorbida a la que 1 kg. La sustancia irradiada absorbe energía de 1 julio (J). Por lo tanto 1 Gy = 1 J/kg.
La dosis de radiación absorbida es una cantidad física que determina el grado de exposición a la radiación.

Tasa de dosis(tasa de dosis absorbida): incremento de dosis por unidad de tiempo. Se caracteriza por la tasa de acumulación de dosis y puede aumentar o disminuir con el tiempo. Su unidad en el sistema C es gris por segundo. Esta es la tasa de dosis de radiación absorbida en 1 s. Se crea una dosis de radiación de 1 Gy en la sustancia. En la práctica, para estimar la dosis de radiación absorbida, todavía se utiliza ampliamente una unidad fuera del sistema de tasa de dosis absorbida: rad por hora (rad/h) o rad por segundo (rad/s).

Dosis equivalente. Este concepto se introdujo para tener en cuenta cuantitativamente los efectos biológicos adversos de diversos tipos de radiación. Está determinado por la fórmula Deq = Q*D, donde D es la dosis absorbida de un determinado tipo de radiación, Q es el factor de calidad de la radiación, que para varios tipos de radiación ionizante con una composición espectral desconocida se acepta para rayos X. y radiación gamma-1, para radiación beta-1, para neutrones con energía de 0,1 a 10 MeV-10, para radiación alfa con energía inferior a 10 MeV-20. De las cifras dadas se desprende claramente que, con la misma dosis absorbida, la radiación de neutrones y la radiación alfa causan efectos dañinos 10 y 20 veces mayores, respectivamente. En el sistema SI, la dosis equivalente se mide en sieverts (Sv). Un sievert es igual a un gris dividido por el factor de calidad. Para Q = 1 obtenemos

1 Sv = 1 Gy = 1 J/k= 100 rad= 100 rem.
Q Q Q

El rem (equivalente biológico de una radiografía) es una unidad no sistémica de dosis equivalente, es decir, una dosis absorbida de cualquier radiación que causa el mismo efecto biológico que 1 radiografía de radiación gamma desde el factor de calidad beta y. la radiación gamma es igual a 1, luego en el suelo, contaminada con sustancias radiactivas, bajo irradiación externa de 1 Sv = 1 Gy; 1 rem = 1 rad; 1 rad » 1 R.
De esto podemos concluir que las dosis equivalente, absorbida y de exposición para las personas que usan equipo de protección en un área contaminada son casi iguales.

Tasa de dosis equivalente- la relación del incremento de la dosis equivalente durante un determinado intervalo de tiempo. Expresado en sieverts por segundo. Dado que el tiempo que una persona permanece en el campo de radiación a niveles aceptables suele medirse en horas, es preferible expresar la tasa de dosis equivalente en microsieverts por hora.
Según la conclusión de la Comisión Internacional de Protección Radiológica, los efectos nocivos en humanos pueden ocurrir con dosis equivalentes de al menos 1,5 Sv/año (150 rem/año) y, en casos de exposición a corto plazo, con dosis superiores a 0,5 Sv ( 50 rem). Cuando la exposición a la radiación excede un cierto umbral, se produce la enfermedad por radiación.
La tasa de dosis equivalente generada por la radiación natural (de origen terrestre y cósmico) oscila entre 1,5 y 2 mSv/año y, más las fuentes artificiales (medicinas, lluvia radiactiva), entre 0,3 y 0,5 mSv/año. Entonces resulta que una persona recibe de 2 a 3 mSv por año. Estas cifras son aproximadas y dependen de condiciones específicas. Según otras fuentes, son superiores y alcanzan los 5 mSv/año.

Dosis de exposición- una medida del efecto de ionización de la radiación fotónica, determinada por la ionización del aire en condiciones de equilibrio electrónico.
La unidad SI de dosis de exposición es un culombio por kilogramo (C/kg). La unidad extrasistémica es el roentgen (R), 1R - 2,58*10-4 C/kg. A su vez, 1 C/kg » 3,876 * 103 R. Por comodidad en el trabajo, al recalcular los valores numéricos de la dosis de exposición de un sistema de unidades a otro, se suelen utilizar tablas disponibles en la literatura de referencia.

Tasa de dosis de exposición- incremento de la dosis de exposición por unidad de tiempo. Su unidad SI es amperio por kilogramo (A/kg). Sin embargo, durante el período de transición, se puede utilizar una unidad no sistémica: roentgens por segundo (R/s).

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

Hay que recordar que después del 1 de enero de 1990 no se recomienda utilizar en absoluto el concepto de dosis de exposición y su potencia. Por lo tanto, durante el período de transición, estos valores no deben indicarse en unidades SI (C/kg, A/kg), sino en unidades no sistémicas: roentgens y roentgens por segundo.

Dispositivos de reconocimiento radiológico y vigilancia dosimétrica.

Los instrumentos diseñados para detectar y medir la radiación radiactiva se denominan instrumentos dosimétricos. Sus elementos principales son un dispositivo sensor, un amplificador de corriente de ionización, un dispositivo de medición, un convertidor de voltaje y una fuente de corriente.

¿Cómo se clasifican los dispositivos dosimétricos?

Primer grupo- Estos son medidores-radiómetros de rayos X. Determinan los niveles de radiación en la zona y la contaminación de diversos objetos y superficies. Esto incluye el medidor de dosis DP-5V (A, B), el modelo básico. Este dispositivo está siendo reemplazado por IMD-5.

Segundo grupo. Dosímetros para determinar dosis de radiación individuales. Este grupo incluye: dosímetro DP-70MP, un conjunto de dosímetros individuales ID-11.

Tercer grupo. Instrumentos dosimétricos domésticos. Permiten a la población conocer la situación radiológica de la zona y tener una idea de la contaminación de diversos objetos, agua y alimentos.

Medidor de tasa de dosis DP-5V diseñado para medir los niveles de radiación gamma y contaminación radiactiva (contaminación) de varios objetos (objetos) por radiación gamma. La tasa de dosis de exposición a la radiación gamma se determina en miliroentgens o roentgens por hora (mR/h, R/h). Este dispositivo también puede detectar contaminación beta. El rango de medición de la radiación gamma es de 0,05 mR/h a 200 R/h. Para ello existen seis subrangos de medición. Las lecturas se toman a lo largo de la flecha del dispositivo. Además, se instala una indicación sonora que se puede escuchar con auriculares. Cuando se detecta contaminación radiactiva, la flecha se desvía, se escuchan clics en los teléfonos y su frecuencia aumenta al aumentar la potencia de la radiación gamma.

La alimentación se suministra desde dos elementos tipo 1,6 PMC. El peso del dispositivo es de 3,2 kg. El procedimiento para preparar el dispositivo para su funcionamiento y trabajar con él se describe en las instrucciones adjuntas.
El procedimiento para medir los niveles de radiación es el siguiente. La pantalla de la sonda se coloca en la posición “G” (radiación gamma). Luego extienda la mano con la sonda hacia un lado y manténgala a una altura de 0,7 - 1 m del suelo. Asegúrese de que los topes de la sonda estén hacia abajo. No puede quitar la sonda ni tomarla en la mano, sino dejarla en el estuche del dispositivo, pero luego las lecturas deben multiplicarse por el coeficiente de blindaje del cuerpo igual a 1,2.
El grado de radiactividad de los objetos contaminados se mide, por regla general, en áreas no contaminadas o en lugares donde el fondo gamma externo no excede en más de tres veces la contaminación máxima permitida de un objeto.

El fondo gamma se mide a una distancia de 15 a 20 m de objetos contaminados, de forma similar a medir los niveles de radiación en el suelo.

Para medir la contaminación de superficies por radiación gamma, la pantalla de la sonda se coloca en la posición “G”. Luego, la sonda se realiza casi cerca del objeto (a una distancia de 1 a 1,5 cm). La ubicación de la mayor infección está determinada por la desviación de la flecha y el número máximo de clics en los auriculares.

Medidor de tasa de dosis IMD-5 realiza las mismas funciones y en el mismo rango. En apariencia, perillas de control y procedimientos operativos, prácticamente no se diferencia del DP-5V. Tiene sus propias características de diseño. Por ejemplo, la energía proviene de dos elementos A-343, que garantizan un funcionamiento continuo durante 100 horas.

Medidor de tasa de dosis IMD-22 tiene dos rasgos distintivos. En primer lugar, puede medir la dosis absorbida no sólo de la radiación gamma, sino también de la radiación de neutrones y, en segundo lugar, puede utilizarse tanto en vehículos móviles como en objetos estacionarios (puntos de control, estructuras de protección). Por lo tanto, se puede alimentar desde la red de a bordo de un automóvil, vehículo blindado de transporte de personal o desde el habitual, que se utiliza para iluminación, a 220 V. El rango de medición para vehículos de reconocimiento es de 1 x 10-2 a 1 x 104 rad/h, para puntos de control estacionarios - de 1 a 1 x 104 rad/h.

Dosímetro DP-70MP diseñado para medir la dosis de irradiación gamma y de neutrones en el rango de 50 a 800 R. Es una ampolla de vidrio que contiene una solución incolora. La ampolla se coloca en un estuche de plástico (DP-70MP) o de metal (DP-70M). El estuche se cierra con una tapa, en cuyo interior hay un estándar de color correspondiente al color de la solución a una dosis de irradiación de 100 R (rad). El hecho es que a medida que se irradia la solución, cambia de color. Esta propiedad es la base para el funcionamiento de un dosímetro químico. Permite determinar dosis tanto para irradiación única como múltiple. El dosímetro pesa 46 g. Se lleva en el bolsillo de la ropa. Para determinar la dosis de radiación recibida, se saca la ampolla del estuche y se inserta en el cuerpo del colorímetro. Al girar el disco con filtros, buscan una coincidencia entre el color de la ampolla y el color del filtro, en el que está escrita la dosis de radiación. Si la intensidad del color de la ampolla (dosímetro) es intermedia entre dos filtros adyacentes, entonces la dosis se determina como el valor promedio de las dosis indicadas en estos filtros.

Conjunto de dosímetros individuales ID-11 Diseñado para el seguimiento individual de la exposición de las personas con el fin de realizar un diagnóstico primario de lesiones por radiación. El kit incluye 500 dosímetros ID-11 individuales y un dispositivo de medición. ID-11 permite medir la dosis absorbida de radiación gamma y mixta de neutrones gamma en el rango de 10 a 500 rad (roentgen). Con irradiación repetida, el dispositivo suma y almacena las dosis durante 12 meses. El peso del ID-11 es de sólo 25 g. Se lleva en el bolsillo de la ropa.
El dispositivo de medición está fabricado para que pueda funcionar en condiciones de campo y estacionarias. Cómodo de usar. Tiene un informe de lectura digital en el panel frontal.
Para preservar la vida y la salud de las personas, se organiza el control de la exposición radiactiva. Puede ser individual o grupal. Con el método individual, los dosímetros se entregan a cada persona; normalmente los reciben los comandantes de las grandes unidades, los oficiales de reconocimiento, los conductores de automóviles y otras personas que realizan tareas separadas de sus unidades principales.

El método de control grupal se utiliza para el resto del personal de las formaciones y la población. En este caso, los dosímetros individuales se entregan a uno o dos miembros de la unidad, grupo, equipo o al comandante del refugio, mayor en el refugio. La dosis registrada se cuenta como dosis individual para cada persona y se registra en el libro de registro.

Dosímetros domésticos

Como resultado del accidente de Chernobyl, los radionucleidos cayeron sobre un área enorme. Para solucionar el problema de la conciencia pública, la Comisión Nacional de Protección Radiológica (NCRP) desarrolló el “Concepto para la creación y operación de un sistema de monitoreo de radiación realizado por la población”. Según él, las personas deberían poder evaluar de forma independiente la situación radiológica en su lugar de residencia o ubicación, incluida la evaluación de la contaminación radiactiva de los alimentos y piensos.

Para ello, la industria produce instrumentos simples, portátiles y económicos: indicadores que proporcionan, como mínimo, una evaluación de la tasa de dosis de radiación externa a partir de los valores de fondo y una indicación del nivel permisible de la tasa de dosis de radiación gamma.
Numerosos instrumentos utilizados por la población (termómetros, barómetros, testers) miden microcantidades (temperatura, presión, tensión, corriente). Los instrumentos dosimétricos registran microcantidades, es decir, procesos que ocurren a nivel nuclear (el número de desintegraciones nucleares, flujos de partículas individuales y cuantos, y, para muchos, las mismas unidades de medida con las que se utilizan).

chocar. Además, las mediciones únicas no proporcionan lecturas precisas. Es necesario tomar varias medidas y determinar el valor promedio. Luego, todos los valores medidos deben compararse con los estándares para determinar correctamente el resultado y la probabilidad de impacto en el cuerpo humano. Todo esto hace que el trabajo con dosímetros domésticos sea algo específico. Un aspecto más que hay que mencionar. Por alguna razón, tuve la impresión de que en todos los países los dosímetros se producen en grandes cantidades, se venden libremente y la población los compra voluntariamente. Nada como esto. De hecho, hay empresas que producen y venden este tipo de dispositivos. Pero no son nada baratos. Por ejemplo, en Estados Unidos los dosímetros cuestan entre 125 y 140 dólares; en Francia, donde hay más centrales nucleares que nosotros, los dosímetros no se venden al público. Pero allí, como dicen los dirigentes, no existe tal necesidad.
Nuestros dispositivos dosimétricos domésticos son realmente accesibles a la población y, en términos de rendimiento, alto nivel, calidad y diseño, superan a muchos extranjeros. Éstos son algunos de ellos: “Bella”, RKSB-104, Master-1, “Bereg”, SIM-05, IRD-02B

Radiofobia

Como resultado del accidente en la central nuclear de Chernobyl, la gente se encontró con un fenómeno inusual y en muchos casos incomprensible: la radiación. No puedes detectarlo con tus sentidos, no puedes sentirlo en el momento de la exposición (irradiación), no puedes verlo. Por ello surgieron todo tipo de rumores, exageraciones y distorsiones. Esto obligó a algunos a soportar un enorme estrés psicológico, que se debió principalmente al escaso conocimiento de las propiedades de la radiación, los medios y los métodos de protección contra ella.
He aquí, por ejemplo, lo que ocurrió a finales de 1990 en Subpolar Nadym, en la casa número 13 de la calle Molodezhnaya. Alguien, teniendo un dosímetro, por curiosidad comenzó a medir los niveles de radiación y estableció que supuestamente era el doble del nivel normal. Cómo lo midió, con qué estándares lo comparó, solo Dios lo sabe, pero muchos percibieron la conversación sobre la "infestación" de la casa como un hecho confiable. La gente se alarmó y se apresuró a huir de sus apartamentos. ¿Dónde? ¿Para qué? ¿Cómo llamar a todo esto?

Otro ejemplo. A principios de marzo de 1989, en Nakhodka, una sesión del ayuntamiento apoyó la demanda de la población de no permitir que el nuevo buque nuclear Severomorput entrara en el puerto de Vostochny. Tales acciones no pueden llamarse de otra manera que ignorancia ordinaria. ¿No sabe la gente que un gran número de barcos con centrales nucleares están en funcionamiento en el mundo desde hace mucho tiempo y que nadie, ni siquiera los residentes de Murmansk, donde están amarrados los rompehielos nucleares, está protestando? Las tripulaciones de estos barcos no sufren enfermedades por radiación y no los dejan en pánico. Para ellos, la palabra “Radiación” es bien conocida y comprensible. Algunas personas, después de escuchar la palabra "Radiación", están listas para huir a cualquier lugar menos lejos. Pero no hay necesidad de correr, no hay necesidad. La radiación de fondo natural existe en todas partes, como el oxígeno en el aire. No debes tener miedo a la radiación, pero tampoco debes descuidarla. En pequeñas dosis es inofensivo y fácilmente tolerado por los humanos, pero en grandes dosis puede ser mortal. Al mismo tiempo, es hora de comprender que la radiación no es algo de qué bromear, sino que se venga de la gente por ello. Todos deben saber firmemente que una persona nace y vive en condiciones de radiación constante. En el mundo se está desarrollando el llamado fondo de radiación natural, que incluye la radiación cósmica y la radiación de elementos radiactivos que siempre están presentes en la corteza terrestre. La dosis total de estas radiaciones, que constituyen el fondo de radiación natural, varía en diferentes áreas dentro de límites bastante amplios y promedia 100 - 200 mrem (1-2 mSv) por año o aproximadamente 8 - 20 μR/h.

Un papel importante lo desempeñan las fuentes radiactivas creadas por el hombre, que se utilizan en medicina, en la producción de energía eléctrica y térmica, para señalar incendios y fabricar esferas luminosas de relojes, muchos instrumentos, en la búsqueda de minerales y en asuntos militares.
Los procedimientos y tratamientos médicos que implican el uso de radiactividad son los principales contribuyentes a la dosis que reciben los seres humanos de fuentes artificiales. La radiación se utiliza tanto para el diagnóstico como para el tratamiento. Uno de los dispositivos más comunes es una máquina de rayos X y la radioterapia es la principal forma de combatir el cáncer. Cuando va a la clínica para ir a la sala de rayos X, aparentemente no es del todo consciente de que usted mismo, por su propia voluntad, o mejor dicho, por necesidad, se esfuerza por recibir radiación adicional. Si se va a realizar una fluorografía del tórax, debe saber y comprender que dicha acción conducirá a una dosis única de 3,7 mSv (370 mrem). La radiografía del diente dará aún más: 30 mSv (3 rem). Y si está planeando una fluoroscopia del estómago, aquí le esperan 300 mSv (30 rem) de radiación local. Sin embargo, la gente hace esto por su cuenta, nadie la obliga y no hay pánico en torno a esto. ¿Por qué? Sí, porque dicha irradiación tiene como objetivo, en principio, curar al paciente. Estas dosis son muy pequeñas y el cuerpo humano logra curar daños menores por radiación en un corto período de tiempo y restaurar su estado original.
En las instituciones y empresas médicas de Rusia hay cientos de miles de fuentes radiactivas de diversas capacidades y finalidades. Sólo en San Petersburgo y la región de Leningrado están registradas más de cinco mil empresas, organizaciones e instituciones que utilizan isótopos radiactivos. Desafortunadamente, se almacenan muy mal. Entonces, de una empresa de San Petersburgo, un trabajador robó un compuesto luminiscente que emitía radiación con todas sus fuerzas y con él pintó sus zapatillas y los interruptores de luz de sus habitaciones: ¡que brillen en la oscuridad!
Es sorprendente la miseria del conocimiento que el hombre tiene de la naturaleza en la que vive; la densa ignorancia es sorprendente. Este pequeño no se da cuenta de que se está exponiendo a sí mismo y a su familia a una radiación constante, que no conducirá a nada bueno.
La fuente de exposición más común son los relojes con esferas luminosas. Dan una dosis anual 4 veces superior a la provocada por las fugas en las centrales nucleares. Los televisores en color también son fuentes de radiación de rayos X. Si ve programas todos los días durante 3 horas durante un año, esto provocará una exposición adicional a una dosis de 0,001 mSv (0,1 mrem). Y si vuela en avión, recibirá radiación adicional debido a que la densidad protectora del aire disminuye al aumentar la altitud. El hombre se vuelve más abierto a los rayos cósmicos. Entonces, al volar a una distancia de 2400 km. - 10 μSv (0,01 mSv o 1 mrem), al volar de Moscú a Khabarovsk esta cifra ya será de 40 a 50 μSv (4 - 5 mrem).
Lo que come, bebe, respira: todo esto también afecta las dosis que recibe de fuentes naturales. Por ejemplo, debido a la ingestión del elemento potasio-40, la radiactividad del cuerpo humano aumenta significativamente.
Los productos alimenticios también proporcionan una carga de radiación adicional. Los productos de panadería, por ejemplo, tienen una radiactividad ligeramente mayor que la leche, la crema agria, la mantequilla, el kéfir, las verduras y las frutas. Entonces, la ingesta de elementos radiactivos en el interior de una persona está directamente relacionada con el conjunto de alimentos que ingiere.
Debemos entender que la radiación nos rodea por todas partes, nacimos, vivimos en este entorno y aquí no hay nada antinatural.

La radiofobia es una enfermedad de nuestra ignorancia. Sólo puede curarse mediante el conocimiento.

Ministerio de Educación de la Federación de Rusia

ESTADO RUSO

HIDROMETEOROLÓGICO

UNIVERSIDAD

Departamento

física experimental

atmósfera

TRABAJO DE LABORATORIO No. 16

por disciplina

“Métodos y medios de mediciones hidrometeorológicas”.

MEDICIÓN DE RADIACTIVIDAD

Dirección - Hidrometeorología

Especialidad - Meteorología

San Petersburgo

CDU 5

Trabajo de laboratorio nº 16. Medición de radiactividad. En la disciplina “Métodos y medios de mediciones hidrometeorológicas”. – San Petersburgo: RGGMU, 2004, 14 p.

La descripción del trabajo de laboratorio contiene información teórica sobre el tema de la medición de la radiactividad y una lista de operaciones prácticas realizadas por los estudiantes. Se presta especial atención a las unidades de medida de la radiactividad. El trabajo se vuelve aún más relevante porque en la actualidad hay bastantes lugares contaminados en el territorio de Rusia.

Ó Universidad Hidrometeorológica Estatal de Rusia (RGHMU), 2004.

Unidades de medida de radiactividad.

La radiación radiactiva se produce cuando los núcleos se desintegran. La radiación fuerte irradia los cuerpos provocando cambios en la sustancia que los compone. Por tanto, existen varias cantidades que describen la radiación radiactiva. Algunos de ellos se refieren a los propios materiales radiactivos, otros describen cambios en la sustancia irradiada. Enumeremoslos.


1. Radioactividad(A). Este es el número de desintegraciones nucleares que ocurren en una muestra de material radiactivo en un segundo. Por supuesto, el valor de A depende de la naturaleza de la sustancia radiactiva y de su cantidad. La radiactividad se mide en becquereles(Bq):

Esta es una unidad SI. Pero es demasiado pequeño para un uso práctico. Se utiliza sólo cuando la radiactividad de una sustancia es obviamente baja, por ejemplo, al describir la radiactividad de los alimentos, el agua o los materiales inactivos (arena, suelo, etc.). actividad específica, medido en becquerelios por kilogramo, o actividad volumétrica, medido en becquerelios por litro. Para describir sustancias radiactivas se utiliza otra unidad, llamada curie(Ki). Un curie es la radiactividad de un gramo de radio. Se sabe que en un segundo se producen 3,7 × 1010 desintegraciones nucleares en un gramo de radio. Por tanto, podemos establecer la relación:

1 Ki = 3,7 · 1010 Bq

Cuando se estudia la contaminación radiactiva de una zona, la unidad utilizada es el curie por kilómetro cuadrado (Ci/km2).

2. Dosis absorbida D. Ésta es la relación entre la energía (W) absorbida por el cuerpo irradiado y la masa de este cuerpo (m):

Por supuesto, la dosis absorbida se mide en julios por kilogramo. Esta unidad fue llamada gris(Gramo):

1Gy = 1J/kg

3. Dosis de exposición J. Ésta es la relación entre la carga (Q) formada en el aire seco durante la irradiación y la masa de aire seco (m):

La dosis de exposición se mide en culombios por kilogramo o en roentgens (r):

1 r = 2,58·10-4 C/kg

(Aparece el múltiplo 10-4 al convertir unidades de carga al SI y volumen de aire a masa).

Se puede establecer fácilmente la siguiente relación:

1 ð = 8,77·10-3 Gy

Las unidades comúnmente utilizadas son roentgen por hora (miliroentgen por hora, microroentgen por hora).

4. Tasa de dosis D·. Esta es la relación entre la dosis absorbida y el tiempo de absorción (τ):

Puede relacionar la tasa de dosis con la radiactividad:

donde r es la distancia entre la sustancia radiactiva que irradia y el cuerpo irradiado, K – constante de ionización, coeficiente que caracteriza una sustancia radiactiva. Presentemos el valor de K para algunos isótopos.

K, j m2/kg


Al estudiar la contaminación radiactiva de un área, según el estándar aceptado, las mediciones se realizan a una altura de 1,5 m de la superficie terrestre. Entonces:

Sin embargo, el más importante es el efecto de la radiación en el cuerpo humano. Por lo tanto, se introdujo otra quinta unidad.

5. Dosis equivalente Delaware. Esta es la dosis absorbida multiplicada por un coeficiente (ke), según el tipo de radiación. La unidad correspondiente fue nombrada sievert(Sv):

El valor del coeficiente ke se da en la Tabla 2.

Tipo de radiación

radiación de rayos X,

γ – rayos,

neutrones rápidos,

Como puede verse en la tabla, los más peligrosos son los fragmentos de fisión nuclear.


Para describir la radiactividad de un área, se utilizan unidades submúltiplos: milisievert, microsievert (mSv, μSv), y para determinar la tasa de dosis: milisievert por hora, microsievert por hora (mSv/hora, μSv/hora). Puede configurar fácilmente la proporción:

1 µR/hora = 100 µSv/hora,

1 mR/hora = 100 mSv/hora.

Ahora veamos los estándares existentes para las unidades básicas de radiactividad.

En relación a la exposición radiactiva, la población se divide en los siguientes tres grupos.

1. Especialistas: personas que trabajan con sustancias radiactivas y se someten a controles médicos frecuentes.

2. Personas que en ocasiones trabajan con sustancias radiactivas.

3. El resto de la población.

Las normas para estas poblaciones son diferentes. Dado que el primer grupo se somete a exámenes médicos frecuentes y los médicos tienen una actitud hacia ellos. alerta de radiación, entonces para este grupo las normas son las más altas. Para el segundo grupo, las normas adoptadas son diez veces menores, para el tercero, cien veces menores que para el primero. La Tabla 3 muestra las normas para estos tres grupos.

Grupo de población

D▪, micro/hora

De, μSv/hora

fondo natural

Aquí en la mesa. La Tabla 3 muestra los valores del fondo de radiación natural. Puede variar en diferentes áreas. Por ejemplo, las rocas (mármol, granito, etc.) contienen isótopos radiactivos, por lo que el fondo radiactivo en las zonas rocosas aumenta ligeramente, hasta 0,3 - 0,4 μSv/hora. No es peligroso. Sin embargo, si la tasa de dosis excede 0,60 μSv/hora (60 μR/hora), el meteorólogo observador está obligado a notificarlo a las autoridades.

El valor de actividad específica aproximado para los productos alimenticios es Bq/kg. No está permitido el uso de productos alimenticios con una actividad específica superior a 1 KBq/kg para la radiación β y 0,1 KBq/kg para la radiación α. Para materiales de construcción (arena, piedra triturada, etc.) los valores permitidos no superan los 4 kBq/kg.

Principio de funcionamiento de un contador Geiger

La parte principal del medidor es un tubo de descarga de gas que contiene gas a presión reducida (Fig. 1).


Cuando una partícula (neutrón, partícula α, etc.) entra en el tubo, se produce la ionización de las moléculas de gas. Los iones resultantes vuelan hacia los electrodos cargados del tubo: el ánodo (1) y el cátodo (2). En su camino se encuentran con otras moléculas de gas. El camino libre medio (es decir, la distancia entre moléculas) es tal que los iones tienen tiempo de ganar una velocidad suficiente para ionizar la molécula que encuentran. Luego se forma un nuevo par de iones, que también vuelan hacia los electrodos, ionizando otras moléculas, etc. Se produce un proceso de ionización similar a una avalancha de todas las moléculas de gas en el tubo. El tubo se enciende. La resistencia del tubo Rtr cae bruscamente. La presencia de una resistencia de amortiguación R ~ 107 ohmios conduce al hecho de que en Rtr<

El dosímetro DRGB-01 utiliza un contador digital que cuenta el número de pulsos durante un intervalo de tiempo determinado. El número correspondiente al número de pulsos contados se presenta en el indicador digital. Los parámetros del dispositivo se seleccionan de modo que este número sea igual a la actividad medida en microsieverts por hora o kilobecquerelios por kilogramo.

Procedimiento de funcionamiento del dispositivo DRGB-01

El dosímetro DRGB-01 le permite medir las siguientes cantidades.

1. El valor de la tasa de dosis equivalente de radiación γ (modo F), expresada en μSv/hora. Este modo asume la posibilidad de mediciones tanto únicas como cíclicas (periódicas) con un período de 20 s.

2. El valor de la actividad específica de los objetos, debido a la presencia en ellos de radionucleidos emisores β y γ, expresado en KBq/kg (modo A).

3. El valor de la densidad de flujo superficial de partículas β, debido a la contaminación de cualquier superficie con radionucleidos emisores de β (modo B).

En este trabajo se supone que el dosímetro se utilizará sólo en los dos primeros modos.

El panel frontal del dosímetro se muestra en la Fig. 2.

El procedimiento para trabajar con el dosímetro en el modo.F(medición de la tasa de dosis de radiación γ).

1. Sin mover la pantalla de plástico de la cubierta posterior, oriente el dispositivo sosteniéndolo en sus manos a una altura de aproximadamente 1,5 m por encima del área del suelo que se está examinando.

2. Encienda el dispositivo moviendo el interruptor a la posición extrema derecha. Al mismo tiempo, aparece la letra “F” en el indicador digital (1) y comienzan a aparecer los números 0.00; luego 0,01; 0,02, etc.

3. Después de 20 segundos, el indicador mostrará el valor medido de la tasa de dosis en μSv/hora. Por ejemplo, un valor F de 0,15 significa 0,15 microsievert por hora (o 15 microroentgen por hora).

4. Sin operaciones adicionales, el dispositivo entra en modo de medición cíclica. Cada 20 segundos aparece un nuevo valor de tasa de dosis en el indicador. Este modo es conveniente para mediciones continuas, por ejemplo, medir la tasa de dosis mientras se camina por una ruta. Si el indicador de sonido se enciende en modo cíclico (el interruptor 4 está en la posición extrema derecha), la señal de sonido se escucha cuando la tasa de dosis excede 0,60 μSv/hora (o 60 μSv/hora).

5. Si es deseable cambiar el dispositivo a un modo de medición único (como se supone en este trabajo), entonces debe encender el dispositivo con el interruptor (2), luego encender la alarma sonora con el interruptor ( 4) y presione el botón (3) una vez. En la pantalla digital aparecen signos F 0,00; luego F 0,01; F 0,02, etc. Después de 20 segundos, una señal sonora indicará el final del proceso de medición y el número que aparece en el indicador indica el valor de la tasa de dosis equivalente en μSv/hora. Puede repetir las mediciones en un solo modo solo apagando primero el dispositivo (el interruptor está en la posición izquierda) y luego encendiéndolo nuevamente.

Procedimiento para operar el dosímetro en modo A.(determinación de la actividad específica del agua, suelo, alimentos, etc.).

1. Tome un frasco doméstico estándar con una capacidad de 0,5 litros (vidrio o polietileno), llénelo con el producto de prueba de modo que el límite superior no llegue al borde del cuello del frasco entre 3 y 5 milímetros. La muestra está lista para las mediciones.


2. Retire el dispositivo del recipiente a una distancia de al menos 1,5 metros y mida el fondo. Para hacer esto, encienda el dispositivo cambiando a la posición correcta, encienda la alarma sonora con el interruptor (4) y presione el botón (3) dos veces. Los signos R.00.0 aparecen en el indicador, luego el valor en el indicador aumenta. Después de 520 segundos (8 minutos 40 segundos), el dispositivo emite una señal sonora y el punto después del dígito situado más a la derecha en el indicador desaparece. Estas cifras no se pueden utilizar de forma independiente y no deben registrarse en el registro de observaciones.

3. Devuelva el instrumento al lugar de la muestra. Sin quitar la pantalla, coloque el dispositivo en el cuello del frasco de muestra como se muestra en la Fig. 2. Presione el botón (3) una vez. Después de 520 segundos, el dispositivo emite una señal sonora y el punto después del dígito situado más a la derecha en el indicador desaparece. Estos números del indicador son un valor aproximado de la actividad específica del producto, expresada en KBq/kg.

4. Para determinar con precisión la actividad específica del producto, el valor tomado del indicador debe multiplicarse por un factor de corrección tomado de la Tabla 1 (ver Apéndice).

5. La medición repetida de una actividad específica se puede realizar solo después de apagar el dispositivo y repetir todas las operaciones de los párrafos 2 a 4.

Finalización del trabajo

1. Obtenga un dosímetro DRBG-01 de un asistente de laboratorio o maestro. Enciéndalo y mida el nivel de fondo radiactivo en el laboratorio en modo F, realizando las operaciones apropiadas (ver arriba). ¿Es este valor normal?

2. Coloque el dosímetro sobre una fuente de radiación radiactiva de baja potencia a una altura de centímetros. Para garantizar la seguridad operativa, la fuente se cubre con una tapa y debe ubicarse en una pantalla metálica cilíndrica. Retire la cubierta metálica de la fuente y, en modo F, mida el nivel de radiación de la fuente a esta altura.

3. Colocar una de las muestras de parafina sobre la fuente, habiendo registrado previamente su espesor h. Mida el nivel de radiación. A continuación, repita las medidas con otra muestra más gruesa. Haga una tabla de la dependencia del nivel de radiación del espesor de las muestras de parafina. Combine las muestras apilándolas una encima de otra y determinando el espesor total h. Haz una gráfica de la dependencia resultante De(h).

4. Medir la radiactividad específica del agua del grifo, para lo cual preparar una muestra llenando un frasco de vidrio con agua del grifo. Registre el valor resultante y determine la actividad específica A en kilobecquerelios por kilogramo usando el factor de corrección (ver apéndice).

5. Mida la actividad específica del granito triturado utilizando una muestra preparada disponible en el laboratorio. Registre el valor resultante y determine la actividad específica A en kilobecquerelios por kilogramo usando el factor de corrección (ver apéndice). Compárelo con la actividad del agua del grifo. ¿Cómo se explica la diferencia de valores?

6. Apague el dispositivo, entréguelo al ayudante de laboratorio o al profesor y limpie su lugar de trabajo.

Requisitos del informe

El informe debe contener:

1. Breve descripción del principio de funcionamiento del dosímetro DRBG-01.

2. El orden de todas tus acciones durante el trabajo.

3. El valor del fondo radiactivo en el laboratorio, expresado en μSv/hora y en μR/hora.

4. Gráfico de la dependencia de la radiación radiactiva de una fuente de radiación de baja potencia en función del espesor de las muestras de parafina De(h).

5. Valor de la actividad específica del agua del grifo y de la piedra triturada de granito en KBq/Kg.

6. Explicación y análisis de los resultados obtenidos.

Preguntas de control

1. ¿Qué es la radiactividad y en qué unidades se mide?

2. Explique el significado de los conceptos “dosis absorbida” y “tasa de dosis”. ¿En qué unidades se miden estas cantidades?

3. ¿Cuál es la dosis de exposición? Explique el significado físico de los conceptos “roentgen” y “roentgen por hora”. ¿Cuál es la relación entre estas unidades y las unidades SI?

4. ¿Qué es la dosis equivalente? ¿Qué unidades se utilizan para medirlo?

5. ¿Cuál es la radiactividad específica de los productos? ¿En qué unidades se mide? ¿Cuáles son los valores de actividad específicos permitidos para los productos alimenticios? ¿Para materiales de construcción?

6. ¿Cuáles son los estándares básicos de exposición radiactiva de la población? ¿Por qué estas normas son diferentes para diferentes grupos de población?

7. Estás midiendo el nivel de radiactividad en una estación meteorológica. El valor que recibió es 0,7 μSv/hora. ¿Esto es normal? Qué hacer en este caso.

8. Explique el principio de funcionamiento de un contador Geiger.

9. ¿Por qué se instala una resistencia amortiguadora en el circuito del contador Geiger?

Bibliografía

1. Normas de seguridad radiológica (NRB-99). Ministerio de Salud de Rusia, 19с.

2. Normas sanitarias básicas para garantizar la seguridad radiológica (OSPORB-99). Ministerio de Salud de Rusia, 20с.

3. Dosímetro-radiómetro DRGB-01 - "ECO-1". Manual de instrucciones c.

Solicitud

Factores de corrección de las lecturas del dosímetro DRGB-01 para el cálculo de la radiactividad específica de los productos.

Densidad del producto

nombre del producto

Factor de corrección

Té, champiñones secos, bayas y frutas, carnes ahumadas.

Agua, leche y productos lácteos, bayas crudas, frutas y verduras, carne.

Tierra, arena, piedra triturada, etc.


EDICIÓN EDUCATIVA

TRABAJO DE LABORATORIO No. 16

Medición de radiactividad

Editor

LR N° 000 del 30/12/96

Firmado para impresión Formato 60×90 1/16.

Libro-diario en papel.

Circulación 50 Orden 3. Impreso....

RGGMU, Malookhtinsky pr.

Métodos básicos para medir la radiactividad.

Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Formación de pares

2. En dispersión Compton El cuanto gamma transfiere parte de su energía a uno de los electrones externos del átomo. Este electrón en retroceso, adquiriendo una energía cinética significativa, la gasta en la ionización de la sustancia (esto ya es ionización secundaria, ya que el cuanto g, habiendo eliminado el electrón, ya ha producido la ionización primaria).

El cuanto g después de una colisión pierde una parte significativa de su energía y cambia su dirección de movimiento, ᴛ.ᴇ. se disipa.

El efecto Compton se observa en una amplia gama de energías de rayos gamma (0,02-20 MeV).

3. Formación de vapor. Los rayos gamma que pasan cerca del núcleo atómico y tienen una energía de al menos 1,02 MeV se convierten en dos partículas, un electrón y un positrón, bajo la influencia del campo del núcleo atómico. Parte de la energía de un cuanto gamma se convierte en la masa equivalente de dos partículas (según la relación de Einstein E=2me*C²= 1,02 MeV). La energía restante del cuanto gamma se transfiere al electrón y al positrón emergentes en forma de energía cinética. El electrón resultante ioniza átomos y moléculas, y el positrón se aniquila con cualquiera de los electrones del medio, formando dos nuevos rayos gamma con una energía de 0,51 MeV cada uno. Los rayos gamma secundarios gastan su energía en el efecto Compton y luego en el efecto fotoeléctrico. Cuanto mayor sea la energía de los rayos gamma y la densidad de la sustancia, más probable será el proceso de formación de pares. Por este motivo, se utilizan metales pesados, como el plomo, para proteger contra los rayos gamma.

Los rayos X interactúan con la materia de manera similar debido a estos mismos tres efectos.

  1. Radiación de rayos X característica y bremsstrahlung. Diferencias y similitudes entre los rayos X y la radiación gamma. Ley de atenuación de la radiación gamma.

La bremsstrahlung característica surge como resultado de la excitación de un átomo, cuando los electrones que se han transferido a la órbita exterior regresan a la órbita más cercana al núcleo y emiten un exceso de energía en forma de radiación de rayos X característica (su frecuencia es característica de cada elemento químico). Las máquinas de rayos X utilizan una radiación de rayos X característica. Cuando las partículas beta (electrones) interactúan con una sustancia, además de la ionización de los átomos de esta sustancia, las partículas beta (electrones), al interactuar con la carga positiva de los núcleos, doblan su trayectoria (desaceleran) y al mismo tiempo. pierden su energía en forma de rayos X bremsstrahlung.

Los rayos gamma se emiten desde los núcleos de los isótopos p/a durante su desintegración, y los rayos X surgen durante las transiciones electrónicas dentro de las capas electrónicas de un átomo. La frecuencia de los rayos gamma es mayor que la frecuencia de los rayos X y son penetrantes. El poder en la materia y los efectos de interacción son aproximadamente los mismos.

Cuanto más gruesa sea la capa absorbente, más se debilitará el flujo de rayos gamma que la atraviesa.

Para cada material, se estableció experimentalmente una capa de media atenuación D1/2 (este es el espesor de cualquier material que atenúa la radiación gamma a la mitad).

Es igual para aire -190 m, madera -25 cm, tejido biológico -23 cm, suelo -14 cm, hormigón -10 cm, acero -3 cm, plomo -2 cm. (D1/2»r/23)

Razonando de la misma manera que al derivar la ley de desintegración p/a, obtenemos:

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

I = Iо / 2 o Yo = Yo * 2(otro tipo de notación I = Iоe)

donde: I es la intensidad de los rayos gamma después de atravesar una capa absorbente de espesor D;

I® - intensidad inicial de los rayos gamma.

10. Problemas de dosimetría y radiometría. Irradiación externa e interna del cuerpo. La relación entre actividad y dosis generada por su radiación gamma. Métodos de protección contra fuentes de radiación locales. .

Dosimetría- se trata de una determinación cuantitativa y cualitativa de cantidades que caracterizan los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia utilizando diversos métodos físicos y el uso de equipos especiales.

Radiometria- desarrolla la teoría y la práctica de la medición de la radiactividad y la identificación de radioisótopos.

El efecto biológico de los rayos X y la radiación nuclear en el cuerpo se debe a la ionización y excitación de átomos y moléculas del entorno biológico.

A ¾¾¾® B.objeto

b ¾¾¾® Ionización

G ¾¾¾® es proporcional a ¾¾¾®g

n ¾¾¾® energía absorbida ¾¾¾® n

r ¾¾¾® radiación ¾¾¾® r (radiación de rayos X)

Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada.

La irradiación procedente de fuentes de radiación externas se denomina irradiación externa. La irradiación de sustancias radiactivas que ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos crea radiación interna.

Utilizando el valor de Kg (el valor de la constante gamma se proporciona en los libros de referencia para todos los isótopos p/a), se puede determinar la tasa de dosis de una fuente puntual de cualquier isótopo.

P = Kg A/R²,Dónde

R - tasa de dosis de exposición, R/h

Kg - constante de ionización del isótopo, R/h cm² / mKu

A - actividad, mKu

R - distancia, cm.

Puede protegerse de las fuentes locales de radiación radiactiva protegiéndose, aumentando la distancia a la fuente y reduciendo el tiempo de exposición del cuerpo.

11. Dosis y tasa de dosis. Unidades de medida de exposición, absorbida, equivalente, dosis efectiva.

Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada. En la literatura, documentos de la ICRP (Comisión Internacional de Protección Radiológica), NCRP (Comité Nacional de Rusia) y SCEAR (Comité Científico sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas de las Naciones Unidas), se distinguen los siguientes conceptos:

- Dosis de exposición (poder ionizante de los rayos X y gamma en el aire) en roentgens; radiografía (P) - dosis de exposición de rayos X o radiación g (ᴛ.ᴇ. radiación de fotones), que crea dos mil millones de pares de iones en 1 cm³ de aire. (Los rayos X miden la exposición de la fuente, el campo de radiación, como dicen los radiólogos, la radiación incidente).

- Dosis absorbida - la energía de la radiación ionizante absorbida por los tejidos del cuerpo en términos de unidad de masa en rads y grises;

Contento (dosis absorbente de radiación - inglés): la dosis absorbida de cualquier tipo de radiación ionizante, en la que se absorbe una energía igual a 100 erᴦ en 1 g de masa de una sustancia. (En 1 g de tejido biológico de diferente composición, se absorben diferentes cantidades de energía).

Dosis en rads = dosis en roentgens multiplicada por k-t, que refleja la energía de la radiación y el tipo de tejido absorbente. Para aire: 1 rad = 0,88 roentgen;

para agua y tejidos blandos 1rad = 0,93R (en la práctica toman 1rad = 1R)

para tejido óseo 1rad = (2-5)P

La unidad adoptada en el sistema C es Gris (1 kg de masa absorbe 1 J de energía de radiación). 1Gy=100 rad (100R)

- Dosis equivalente - dosis absorbida multiplicada por un coeficiente que refleja la capacidad de un determinado tipo de radiación para dañar el tejido corporal en Rem y Sievert. BER (equivalente biológico de una radiografía) es una dosis de cualquier radiación nuclear en la que se crea el mismo efecto biológico en un entorno biológico que con una dosis de rayos X o radiación gamma de 1 roentgen. D en rem = D en alquilerᴦ.*OBE. RBE - coeficiente de eficacia biológica relativa o coeficiente de calidad (QC)

Para b, g y alquiler. radiación RBE (KK) = 1; para ay protones = 10;

neutrones lentos = 3-5; neutrones rápidos = 10.

Sievert(Sv) es una dosis equivalente de cualquier tipo de radiación absorbida en 1 kg de tejido biológico, creando el mismo efecto biológico que la dosis absorbida de 1 Gy de radiación de fotones. 1 Sv = 100 rem(tu = 100R)

-Dosis equivalente efectiva - dosis equivalente multiplicada por un coeficiente que tiene en cuenta la diferente sensibilidad de los distintos tejidos a la radiación, en Sieverts.

Coeficientes de riesgo de radiación para diferentes tejidos (órganos) humanos, recomendados por la ICRP: (por ejemplo, 0,12 - médula ósea roja, 0,15 - glándula mamaria, 0,25 - testículos u ovarios;) El coeficiente muestra la proporción por órgano individual con irradiación uniforme de todo el cuerpo

En términos biológicos, es importante conocer no sólo la dosis de radiación recibida por un objeto, sino también la dosis recibida por unidad de tiempo.

Tasa de dosis es la dosis de radiación por unidad de tiempo.

D = P/t Por ejemplo, R/hora, mR/hora, μR/hora, μSv/h, mrem/min, Gy/s, etc.

La tasa de dosis absorbida se denomina incremento de dosis por unidad de tiempo.

12 Características de las partículas a, d y radiación g.

Consideraremos las propiedades de diferentes tipos de radiaciones ionizantes en forma de tabla.

Tipo de radiación ¿Que representa? Cargar Peso EnergíaMeV Velocidad Ionización en aire a 1 cm de recorrido. Kilometraje...en: Aire Biológico. Telas metálicas
a Flujo de núcleos de helio. Dos correos electrónicos Carga positiva ÅÅ 4 am 2 – 11 10-20 mil kilómetros por hora 100-150 mil pares de iones 2 – 10 cm Fracciones de mm (~0,1 mm) Centésimas de mm
b Flujo de electrones Neg. elemental. Cargar(-) 0,000548 soy 0 – 12 0,3-0,99 velocidad de la luz (C) 50-100 pares de iones Hasta 25 metros Hasta 1cm Unos mm.
gramo El-instante. Radiación yo<10 -11 м (в.свет 10 -7 м) no tiene El cuanto g tiene masa en reposo = 0 Desde keV hasta varios MeV Desde 300.000 km/s Débil 100-150 metros metros Decenas de cm.

13. Características de la contaminación radiactiva durante un accidente en una central nuclear.

Yodo-131 Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137

Zonificación tras el accidente (basada en contaminación del suelo con Cs-137 y dosis anual):

Zona de exclusión (exclusión): más de 40 Ci/km² (dosis superior a 50 mSv/año);

Zona de reasentamiento (voluntario) – de 15 a 40 Ci/km². (dosis 20 - 50 mSv/año);

Zona de residencia restringida (con reasentamiento temporal de mujeres embarazadas y niños) 5 - 15 Ci/km². (dosis de 5 a 20 mSv/año);

Zona de control de radiación (zona de residencia con estatus socioeconómico preferencial) 1-5 Ci/km² (dosis de 1 a 5 mSv/año).

En la Federación de Rusia, 15 regiones (Bryansk, Kursk, Kaluga, Tula, Oryol, Riazán, etc., entre el 1 y el 43% del territorio) sufrieron contaminación radiactiva parcial (más de 1 Ci/km2) debido al accidente de Chernobyl.

Según la legislación de la Federación de Rusia, la población que vive en tierras con una contaminación (por cesio) superior a 1 Ci/km² tiene derecho a prestaciones mínimas.

14. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. El principio y diagrama de funcionamiento de la cámara de ionización.

cámaras de ionización;

- contadores proporcionales;

Diagrama esquemático del funcionamiento de un detector de ionización.

Esta cámara está llena de aire o gas inerte, en la que se ubican dos electrodos (cátodo y ánodo), creando un campo eléctrico.

El aire seco o el gas son buenos aislantes y no conducen la electricidad. Pero las partículas alfa y beta cargadas, una vez en la cámara, ionizan el medio gaseoso, y los cuantos gamma primero forman electrones rápidos (fotoelectrones, electrones Compton, pares electrón-positrón) en las paredes de la cámara, que también ionizan el medio gaseoso. Los iones positivos resultantes se mueven hacia el cátodo y los iones negativos hacia el ánodo. Aparece una corriente de ionización en el circuito, proporcional a la cantidad de radiación.

La corriente de ionización a la misma magnitud de radiación ionizante depende de forma compleja del voltaje aplicado a los electrodos de la cámara. Esta dependencia suele denominarse Característica corriente-voltaje del detector de ionización.

Cámara de ionización Se utiliza para medir todo tipo de radiación nuclear. Estructuralmente, están diseñados como planos, cilíndricos, esféricos o en forma de dedal con un volumen que va desde fracciones de cm³ hasta 5 litros. Generalmente lleno de aire. El material de la cámara es plexiglás, baquelita, poliestireno y posiblemente aluminio. Ampliamente utilizado en dosímetros individuales (DK-0.2; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24, etc.).

15. Características de la contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.

Durante una reacción en cadena de fisión, el U-235 y el Pu-239 en una bomba atómica producen alrededor de 200 isótopos radiactivos de aproximadamente 35 elementos químicos. Durante una explosión nuclear, la reacción en cadena de fisión ocurre instantáneamente en toda la masa de la sustancia fisionable, y la reacción en cadena de fisión se produce instantáneamente en toda la masa de la sustancia fisible. Los isótopos radiactivos resultantes se liberan a la atmósfera y luego caen al suelo en forma de un rastro radiactivo extendido.

Toda el área de contaminación radiactiva del área, según el grado de contaminación, se divide en 4 zonas, cuyos límites se caracterizan por: dosis de radiación durante la decadencia completa re ∞ en Roentgens y Niveles de radiación 1 hora después de la explosión. P 1 en R/h.

Arroz. 2.1. Zonas de contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.

Nombres de zonas (entre paréntesis los valores P 1 (R/h), D ∞ (P)): A – infección moderada(8 R/h, 40 R), B-fuerte(80 R/h, 400 R), B-peligroso(240 R/h, 1200 R), G - infección extremadamente peligrosa(800 R/h, 4000 R).

Los libros de referencia muestran el tamaño de las zonas según la potencia de la explosión y la velocidad del viento en las capas superiores de la atmósfera; la longitud y el ancho de cada zona se indican en km. En general, un área se considera contaminada si el nivel de radiación es 0,5 R/h - en tiempos de guerra y 0,1 mR/h en tiempos de paz (radiación de fondo natural en Yaroslavl - 0,01 mR/h,)

Debido a la desintegración de sustancias radiactivas, hay una disminución constante en el nivel de radiación, en proporción

Р t = Р 1 t – 1,2

R

Arroz. 2.2. Reducir el nivel de radiación tras una explosión nuclear

Gráficamente, se trata de una exponencial que cae abruptamente. El análisis de esta relación muestra que con un aumento de siete veces en el tiempo, el nivel de radiación disminuye 10 veces. El descenso de la radiación tras el accidente de Chernóbil fue mucho más lento

Para todas las situaciones posibles, se calculan y tabulan los niveles y dosis de radiación.

Es importante señalar que para la producción agrícola, la contaminación radiactiva de la zona representa el mayor peligro, porque Las personas, los animales y las plantas están expuestos no solo a la irradiación gamma externa, sino también internamente cuando las sustancias radiactivas ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos. En personas y animales desprotegidos, dependiendo de la dosis recibida, pueden producirse enfermedades por radiación y las plantas agrícolas ralentizan su crecimiento, reducen el rendimiento y la calidad de los productos agrícolas y, en caso de daños graves, se produce la muerte de las plantas.

16. Métodos básicos para medir la radiactividad (absoluta, calculada y relativa (comparativa) Eficiencia del medidor. Característica de conteo (operativa).

La radiactividad de los fármacos se puede determinar mediante el método absoluto, calculado y relativo (comparativo). Este último es el más común.

Método absoluto. Se aplica una fina capa del material en estudio sobre una película especial muy fina (10-15 μg/cm²) y se coloca dentro del detector, como resultado de lo cual se utiliza el ángulo sólido completo (4p) para registrar las partículas beta emitidas. , por ejemplo, y se alcanza casi el 100% de eficiencia de conteo. Cuando se trabaja con un contador 4p, no es necesario realizar numerosas correcciones, como ocurre con el método de cálculo.

La actividad del fármaco se expresa inmediatamente en unidades de actividad Bk, Ku, mKu, etc.

Por método de cálculo determinar la actividad absoluta de los isótopos emisores alfa y beta utilizando contadores de centelleo o descarga de gas convencionales.

Se han introducido varios factores de corrección en la fórmula para determinar la actividad de una muestra, teniendo en cuenta las pérdidas de radiación durante la medición.

A = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²

A- actividad de la droga en Ku;

norte- tasa de conteo en imp/min menos fondo;

w- corrección de condiciones de medición geométrica (ángulo sólido);

mi- corrección del tiempo de resolución de la instalación de conteo;

k- corrección por absorción de radiación en la capa de aire y en la ventana (o pared) del mostrador;

r- corrección por autoabsorción en la capa de fármaco;

q- corrección por retrodispersión del sustrato;

r- corrección del esquema de descomposición;

gramo- corrección de radiación gamma con radiación mixta beta y gamma;

metro- porción pesada del fármaco medido en mg;

2,22×10¹² - factor de conversión del número de desintegraciones por minuto a Ci (1 Ci = 2,22*10¹² desintegraciones/min).

Para determinar la actividad específica, es extremadamente importante convertir la actividad por 1 mg a 1 kg. .

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

Se pueden preparar preparaciones para radiometría. Delgado grueso o capa intermedia el material que se estudia.

Si el material que se está probando tiene media capa de atenuación - D1/2,

Eso delgado - en d<0,1D1/2, intermedio - 0,1D1/2 grueso (preparaciones de capa gruesa) d>4D1/2.

Todos los factores de corrección, a su vez, dependen de muchos factores y, a su vez, se calculan mediante fórmulas complejas. Por esta razón, el método de cálculo requiere mucha mano de obra.

Método relativo (comparativo) ha encontrado una amplia aplicación para determinar la actividad beta de fármacos. Se basa en comparar la tasa de recuento de un estándar (un fármaco con actividad conocida) con la tasa de recuento del fármaco medido.

En este caso, deben existir condiciones completamente idénticas al medir la actividad del fármaco estándar y del fármaco de prueba.

Abr = Aet* Npr/Neto, Dónde

Aet es la actividad del fármaco de referencia, dispersión/min;

Abr - radiactividad del fármaco (muestra), dispersión/min;

Neto: velocidad de conteo desde el estándar, imp/min;

Npr: tasa de conteo del medicamento (muestra), imp/min.

Los pasaportes de equipos radiométricos y dosimétricos suelen indicar con qué error se realizan las mediciones. Error relativo máximo Las mediciones (a veces llamado error relativo básico) se indican como un porcentaje, por ejemplo, ± 25%. Para diferentes tipos de instrumentos puede ser de ± 10% a ± 90% (a veces el error del tipo de medición para diferentes secciones de la escala se indica por separado).

A partir del error relativo máximo ± d% se puede determinar el máximo absoluto Error de medición. Si se toman lecturas del instrumento A, entonces el error absoluto es DA=±Ad/100. (Si A = 20 mR y d = ±25%, entonces en realidad A = (20 ± 5) mR. Es decir, en el rango de 15 a 25 mR.

17. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. Principio y diagrama de funcionamiento de un detector de centelleo.

La radiación radiactiva se puede detectar (aislar, detectar) utilizando dispositivos especiales: detectores, cuyo funcionamiento se basa en los efectos físicos y químicos que surgen cuando la radiación interactúa con la materia.

Tipos de detectores: ionización, centelleo, fotográfico, químico, calorimétrico, semiconductor, etc.

Los detectores más utilizados se basan en medir el efecto directo de la interacción de la radiación con la materia - ionización del medio gaseoso. Estos son: -. cámaras de ionización;

- contadores proporcionales;

- contadores Geiger-Muller (contadores de descarga de gas);

- contadores de corona y chispas,

así como detectores de centelleo.

Centelleo (luminiscente) El método de detección de radiación se basa en la propiedad de los centelleadores de emitir radiación de luz visible (destellos de luz, centelleos) bajo la influencia de partículas cargadas, que se convierten mediante un fotomultiplicador en pulsos de corriente eléctrica.

Cátodo Dinodos Ánodo El contador de centelleo consta de un centelleador y

PMT. Los centelleadores son orgánicos y

Inorgánico, en sólido, líquido o gas.

Condición. Este es yoduro de litio, sulfuro de zinc,

Yoduro de sodio, monocristales de angraceno, etc.

100 +200 +400 +500 voltios

Operación PMT:- Bajo la influencia de partículas nucleares y cuantos gamma.

En el centelleador, los átomos se excitan y emiten cuantos de color visible: fotones.

Los fotones bombardean el cátodo y eliminan fotoelectrones:

Los fotoelectrones son acelerados por el campo eléctrico del primer dínodo, eliminan de él los electrones secundarios, que son acelerados por el campo del segundo dínodo, etc., hasta que se forma una avalancha de flujo de electrones que golpea el cátodo y es registrado por el circuito electrónico del dispositivo. La eficiencia de conteo de los contadores de centelleo alcanza el 100%. La resolución es mucho mayor que en las cámaras de ionización (10 v-5 - !0 v-8 versus 10¯³ en las cámaras de ionización). Los contadores de centelleo encuentran una amplia aplicación en equipos radiométricos

18. Radiómetros, finalidad, clasificación.

Con cita.

Radiómetros - dispositivos destinados a:

Mediciones de la actividad de fármacos radiactivos y fuentes de radiación;

Determinación de la densidad de flujo o intensidad de partículas y cuantos ionizantes;

Radiactividad superficial de objetos;

Actividad específica de gases, líquidos, sólidos y sustancias granulares.

Los radiómetros utilizan principalmente contadores de descarga de gas y detectores de centelleo.

Οʜᴎ se dividen en portátiles y estacionarios.

Como regla general, constan de: - un detector-sensor de pulso; - amplificador de impulsos; - convertidor; - numerador electromecánico o electrónico; - fuente de alto voltaje para el detector; - suministro de energía para todos los equipos.

En orden de mejora se produjeron los siguientes: radiómetros B-2, B-3, B-4;

radiómetros decatrón PP-8, RPS-2; laboratorios automatizados “Gamma-1”, “Gamma-2”, “Beta-2” equipados con computadoras que permiten el cálculo de hasta varios miles de muestras con impresión automática de resultados, KRK-1, SRP. -68 radiómetros se utilizan ampliamente -01.

Indique la finalidad y características de uno de los dispositivos.

19. Dosímetros, finalidad, clasificación.

La industria produce una gran cantidad de tipos de equipos radiométricos y dosimétricos, los cuales se clasifican:

Por el método de registro de la radiación (ionización, centelleo, etc.);

Por tipo de radiación detectada (a,b,g,n,p)

Fuente de alimentación (red, batería);

Por lugar de aplicación (fijo, de campo, individual);

Con cita.

Dosímetros - dispositivos que miden la exposición y la dosis absorbida (o tasa de dosis) de radiación. Básicamente constan de un detector, un amplificador y un dispositivo de medición. El detector puede ser una cámara de ionización, un contador de descarga de gas o un contador de centelleo.

Dividido en medidores de tasa de dosis- estos son DP-5B, DP-5V, IMD-5 y dosímetros individuales- medir la dosis de radiación durante un período de tiempo. Estos son DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Son dosímetros de bolsillo, algunos de ellos de lectura directa.

Existen analizadores espectrométricos (AI-Z, AI-5, AI-100) que le permiten determinar automáticamente la composición de radioisótopos de cualquier muestra (por ejemplo, suelos).

También hay una gran cantidad de alarmas que indican el exceso de radiación de fondo y el grado de contaminación de la superficie. Por ejemplo, SZB-03 y SZB-04 indican que se ha superado la cantidad de contaminación de las manos con sustancias betaactivas.

Indique el propósito y las características de uno de los dispositivos.

20. Equipo para el departamento radiológico del laboratorio veterinario. Características y funcionamiento del radiómetro SRP-68-01.

Equipo de personal para los departamentos de radiología de los laboratorios veterinarios regionales y grupos radiológicos especiales de distrito o entre distritos (en los laboratorios veterinarios regionales)

Radiómetro DP-100

Radiómetro KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiómetro SRP 68-01

Radiómetro “Besklet”

Radiómetro - dosímetro -01Р

Radiómetro DP-5V (IMD-5)

Conjunto de dosímetros DP-22V (DP-24V).

Los laboratorios pueden equiparse con otros tipos de equipos radiométricos.

La mayoría de los radiómetros y dosímetros anteriores están disponibles en el departamento del laboratorio.

21. Periodización de los peligros durante un accidente en una central nuclear.

Los reactores nucleares utilizan la energía intranuclear liberada durante las reacciones de fisión en cadena del U-235 y Pu-239. Durante una reacción en cadena de fisión, tanto en un reactor nuclear como en una bomba atómica, se forman unos 200 isótopos radiactivos de unos 35 elementos químicos. En un reactor nuclear, la reacción en cadena está controlada y el combustible nuclear (U-235) se "quema" gradualmente durante 2 años. Los productos de fisión (isótopos radiactivos) se acumulan en el elemento combustible (elemento combustible). Una explosión atómica no puede ocurrir en un reactor ni teórica ni prácticamente. En la central nuclear de Chernobyl, como resultado de errores de personal y graves violaciones de la tecnología, se produjo una explosión térmica y durante dos semanas se liberaron isótopos radiactivos a la atmósfera, transportados por los vientos en diferentes direcciones y, depositándose en vastas áreas, creando contaminación irregular de la zona. De todos los isótopos r/a, los más biológicamente peligrosos fueron: Yodo-131(I-131) – con una vida media (T 1/2) 8 días, Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 años. Como resultado del accidente, en la central nuclear de Chernobyl se liberó el 5% del combustible y los isótopos radiactivos acumulados: 50 MCi de actividad. En el caso del cesio-137, esto equivale a 100 piezas. 200 nudos. bombas atómicas. Ahora hay más de 500 reactores en el mundo y varios países obtienen entre el 70 y el 80% de su electricidad de centrales nucleares, en Rusia el 15%. Teniendo en cuenta el agotamiento de las reservas de combustibles orgánicos en el futuro previsible, la principal fuente de energía será la nuclear.

Periodización de los peligros tras el accidente de Chernobyl:

1. período de peligro agudo por yodo (yodo - 131) durante 2-3 meses;

2. período de contaminación de la superficie (radionucleidos de vida corta y media) - hasta finales de 1986ᴦ.;

3. período de entrada de raíz (Cs-137, Sr-90): desde 1987 durante 90-100 años.

22. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes. Radiación cósmica y sustancias radiactivas naturales. Dosis de ERF.

1. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes (iii)

La radiación de fondo natural consiste en:

Radiación cósmica;

Radiación de sustancias radiactivas naturales que se encuentran en la tierra.

rocas, agua, aire, materiales de construcción;

Radiación de sustancias radiactivas naturales contenidas en las plantas.

y el mundo animal (incluidos los humanos).

Radiación cósmica - dividido por primario Se trata de una corriente que cae continuamente de núcleos de hidrógeno (protones), 80% y núcleos de elementos ligeros (helio (partículas alfa), litio, berilio, boro, carbono, nitrógeno), 20%, que se evaporan de las superficies de estrellas, nebulosas y el sol y amplificado (acelerado) repetidamente en los campos electromagnéticos de los objetos espaciales hasta una energía del orden de 10 10 eV y superior. (En nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay 300 mil millones de estrellas y galaxias 10 14)

Al interactuar con los átomos de la capa de aire de la Tierra, esta radiación cósmica primaria da origen a corrientes. secundario radiación cósmica, que consta de todas las partículas elementales y radiación conocidas (mesones ± mu y pi - 70%; electrones y positrones - 26%, protones primarios - 0,05%, cuantos gamma, neutrones rápidos y ultrarrápidos).

Sustancias radiactivas naturales. dividido en tres grupos:

1) Uranio y torio con sus productos de desintegración, así como potasio-40 y rubidio-87;

2) Isótopos menos comunes e isótopos con una T 1/2 grande (calcio-48, circonio-96, neodimio-150, samario-152, renio-187, bismuto-209, etc.);

3) Carbono-14, tritio, berilio -7 y -9: se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de la radiación cósmica.

El más común en la corteza terrestre es el rubidio-87 (T 1/2 = 6.5.10 10 años), luego el uranio-238, el torio-232 y el potasio-40. Pero la radiactividad del potasio-40 en la corteza terrestre supera la radiactividad de todos los demás isótopos combinados (T 1/2 = 1,3 · 10 9 años). El potasio-40 se encuentra ampliamente disperso en los suelos, especialmente en los arcillosos, su actividad específica es 6.8.10 -6 Ci/ᴦ.

En la naturaleza, el potasio se compone de 3 isótopos: K-39 estable (93%) y K-41 (7%) y K-40 radiactivo (01%). La concentración de K-40 en el suelo es de 3-20 nKu/g (pico - 10 -12),

El promedio mundial se considera 10. Por lo tanto, en 1 m³ (2 toneladas) - 20 µKu, en 1 km² - 5Ku (capa de raíz = 25 cm). El contenido medio de U-238 y Th-232 se considera de 0,7 nKu/ᴦ. Estos tres isótopos crean la tasa de dosis del fondo natural del suelo = aproximadamente 5 μR/h (y la misma cantidad de la radiación cósmica) Nuestro fondo (8-10 μR/h por debajo del promedio. Fluctuaciones en todo el país 5-18, en el mundo hasta 130 e incluso hasta 7000 microR/h.

Materiales de construcción crean radiación gamma adicional dentro de los edificios (en los de hormigón armado hasta 170 mrad/año, en los de madera - 50 mrad/año).

Agua, Al ser un disolvente, contiene compuestos complejos solubles de uranio, torio y radio. En mares y lagos la concentración de elementos radiactivos es mayor que en los ríos. Los manantiales minerales contienen mucho radio (7,5*10 -9 Cu/l) y radón (2,6*10 -8 Cu/l). El potasio-40 en las aguas de ríos y lagos es aproximadamente igual que el radio (10 -11 Cu/l).

Aire(atmósfera) contiene radón y torón emitidos por las rocas terrestres y carbono-14 y tritio que se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de neutrones de radiación cósmica secundaria, interacción

La radiactividad de los fármacos se puede determinar mediante el método absoluto, calculado y relativo (comparativo). Este último es el más común.

Método absoluto. Se aplica una capa delgada del material en estudio a una película delgada especial (10-15 μg/cm²) y se coloca dentro del detector, como resultado de lo cual se utiliza el ángulo sólido completo (4) para registrar lo emitido, por ejemplo. , partículas beta y casi el 100% de eficiencia de conteo. Cuando se trabaja con un contador de 4, no es necesario realizar numerosas correcciones, como ocurre con el método de cálculo.

La actividad del fármaco se expresa inmediatamente en unidades de actividad Bk, Ku, mKu, etc.

Por método de cálculo determinar la actividad absoluta de los isótopos emisores alfa y beta utilizando contadores de centelleo o descarga de gas convencionales.

Se introducen varios factores de corrección en la fórmula para determinar la actividad de una muestra, teniendo en cuenta las pérdidas de radiación durante la medición.

Una =norte/  qr metro2,22 10 ¹²

A- actividad de la droga en Ku;

norte- tasa de conteo en imp/min menos fondo;

- corrección de condiciones de medición geométrica (ángulo sólido);

-corrección por el tiempo de resolución de la instalación de conteo;

-corrección por absorción de radiación en la capa de aire y en la ventana (o pared) del mostrador;

-corrección por autoabsorción en la capa de fármaco;

q-corrección por retrodispersión del sustrato;

r- corrección del esquema de descomposición;

-corrección de radiación gamma con radiación mixta beta y gamma;

metro- porción pesada del fármaco medido en mg;

2,22 10 ¹² - factor de conversión del número de desintegraciones por minuto a Ci (1Ci = 2,22*10¹²disolución/min).

Para determinar la actividad específica, es necesario convertir la actividad por 1 mg a 1 kg. .

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

Se pueden preparar preparaciones para radiometría. Delgado grueso o capa intermedia el material que se estudia.

Si el material que se está probando tiene media capa de atenuación - 1/2,

Eso delgado - en d<0,11/2, intermedio - 0,11/2grueso (preparaciones de capa gruesa) d>41/2.

Todos los factores de corrección, a su vez, dependen de muchos factores y, a su vez, se calculan mediante fórmulas complejas. Por lo tanto, el método de cálculo requiere mucha mano de obra.

Método relativo (comparativo) ha encontrado una amplia aplicación para determinar la actividad beta de fármacos. Se basa en comparar la tasa de recuento de un estándar (un fármaco con actividad conocida) con la tasa de recuento del fármaco medido.

En este caso, deben existir condiciones completamente idénticas al medir la actividad del fármaco estándar y del fármaco de prueba.

Abril = Aet*norteetc/norteeste, Dónde

Aet - actividad del fármaco de referencia, dis/min;

Abr - radiactividad del fármaco (muestra), dispersión/min;

Neto es la tasa de conteo del estándar, imp/min;

Npr: tasa de conteo del medicamento (muestra), imp/min.

Los pasaportes de equipos radiométricos y dosimétricos suelen indicar con qué error se realizan las mediciones. Error relativo máximo Las mediciones (a veces llamado error relativo principal) se indican como un porcentaje, por ejemplo,  25%. Para diferentes tipos de instrumentos puede ser de  10% a  90% (a veces el error del tipo de medición se indica por separado). para diferentes secciones de la escala).

Basado en el error relativo máximo ± %, puede determinar el máximo absoluto Error de medición. Si se toman lecturas del instrumento A, entonces el error absoluto A = A/100. (Si A = 20 mR, a =25%, entonces en realidad A = (205) mR. Es decir, en el rango de 15 a 25 mR.

    Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. Principio y diagrama de funcionamiento de un detector de centelleo.

La radiación radiactiva se puede detectar (aislar, detectar) utilizando dispositivos especiales: detectores, cuyo funcionamiento se basa en los efectos físicos y químicos que surgen cuando la radiación interactúa con la materia.

Tipos de detectores: ionización, centelleo, fotográfico, químico, calorimétrico, semiconductor, etc.

Los detectores más utilizados se basan en medir el efecto directo de la interacción de la radiación con la materia - ionización del medio gaseoso. Estos son: -. cámaras de ionización;

- contadores proporcionales;

- Contadores Geiger-Muller (contadores de descarga de gas);

- contadores de corona y chispas,

así como detectores de centelleo.

Centelleo (luminiscente) El método de detección de radiación se basa en la propiedad de los centelleadores de emitir radiación de luz visible (destellos de luz, centelleos) bajo la influencia de partículas cargadas, que se convierten mediante un fotomultiplicador en pulsos de corriente eléctrica.

Cátodo Dinodos Ánodo El contador de centelleo consta de un centelleador y

PMT. Los centelleadores pueden ser orgánicos y

inorgánico, en estado sólido, líquido o gaseoso

condición. Este es yoduro de litio, sulfuro de zinc,

yoduro de sodio, monocristales de angraceno, etc.

100 +200 +400 +500 voltios

Operación PMT:- Bajo la influencia de partículas nucleares y cuantos gamma.

En el centelleador, los átomos se excitan y emiten cuantos de color visible: fotones.

Los fotones bombardean el cátodo y eliminan fotoelectrones:

Los fotoelectrones son acelerados por el campo eléctrico del primer dínodo, eliminan de él los electrones secundarios, que son acelerados por el campo del segundo dínodo, etc., hasta que se forma una avalancha de flujo de electrones que golpea el cátodo y es registrado por el circuito electrónico del dispositivo. La eficiencia de conteo de los contadores de centelleo alcanza el 100%. La resolución es mucho mayor que en las cámaras de ionización (10 v-5 - !0 v-8 versus 10¯³ en las cámaras de ionización). Los contadores de centelleo encuentran una amplia aplicación en equipos radiométricos

    Radiómetros, finalidad, clasificación.

Con cita.

Radiómetros - dispositivos destinados a:

Mediciones de la actividad de fármacos radiactivos y fuentes de radiación;

Determinación de la densidad de flujo o intensidad de partículas y cuantos ionizantes;

Radiactividad superficial de objetos;

Actividad específica de gases, líquidos, sólidos y sustancias granulares.

Los radiómetros utilizan principalmente contadores de descarga de gas y detectores de centelleo.

Se dividen en portátiles y estacionarios.

Por regla general, constan de: - un detector-sensor de impulsos; - un amplificador de impulsos; - un dispositivo de conversión; - un numerador electromecánico o electrónico; - una fuente de alta tensión para el detector;

En orden de mejora se produjeron los siguientes: radiómetros B-2, B-3, B-4;

radiómetros decatrón PP-8, RPS-2; laboratorios automatizados “Gamma-1”, “Gamma-2”, “Beta-2” equipados con computadoras que permiten el cálculo de hasta varios miles de muestras con impresión automática de resultados, KRK-1, SRP. -68 radiómetros se utilizan ampliamente -01.

Indique la finalidad y características de uno de los dispositivos.

    Dosímetros, finalidad, clasificación.

La industria produce una gran cantidad de tipos de equipos radiométricos y dosimétricos, los cuales se pueden clasificar:

Por el método de registro de la radiación (ionización, centelleo, etc.);

Por tipo de radiación detectada (,,,n,p)

Fuente de alimentación (red, batería);

Por lugar de aplicación (fijo, de campo, individual);

Con cita.

Dosímetros - dispositivos que miden la exposición y la dosis absorbida (o tasa de dosis) de radiación. Básicamente constan de un detector, un amplificador y un dispositivo de medición. El detector puede ser una cámara de ionización, un contador de descarga de gas o un contador de centelleo.

Dividido en medidores de tasa de dosis- estos son DP-5B, DP-5V, IMD-5 y dosímetros individuales- medir la dosis de radiación durante un período de tiempo. Se trata de DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Son dosímetros de bolsillo, algunos de ellos de lectura directa.

Existen analizadores espectrométricos (AI-Z, AI-5, AI-100) que le permiten determinar automáticamente la composición de radioisótopos de cualquier muestra (por ejemplo, suelos).

También hay una gran cantidad de alarmas que indican el exceso de radiación de fondo y el grado de contaminación de la superficie. Por ejemplo, SZB-03 y SZB-04 indican que se ha superado la cantidad de contaminación de las manos con sustancias betaactivas.

Indique el propósito y las características de uno de los dispositivos.

    Equipo para el departamento radiológico del laboratorio veterinario. Características y funcionamiento del radiómetro SRP-68-01.

Equipo de personal para los departamentos de radiología de los laboratorios veterinarios regionales y grupos radiológicos especiales de distrito o entre distritos (en los laboratorios veterinarios regionales)

Radiómetro DP-100

Radiómetro KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiómetro SRP 68-01

Radiómetro “Besklet”

Radiómetro - dosímetro -01Р

Radiómetro DP-5V (IMD-5)

Conjunto de dosímetros DP-22V (DP-24V).

Los laboratorios pueden equiparse con otros tipos de equipos radiométricos.

La mayoría de los radiómetros y dosímetros anteriores están disponibles en el departamento del laboratorio.

    Periodización de los peligros durante un accidente en una central nuclear.

Los reactores nucleares utilizan la energía intranuclear liberada durante las reacciones en cadena de fisión del U-235 y Pu-239. Durante una reacción en cadena de fisión, tanto en un reactor nuclear como en una bomba atómica, se forman unos 200 isótopos radiactivos de unos 35 elementos químicos. En un reactor nuclear, la reacción en cadena está controlada y el combustible nuclear (U-235) se "quema" gradualmente durante 2 años. Los productos de fisión (isótopos radiactivos) se acumulan en el elemento combustible (elemento combustible). Una explosión atómica no puede ocurrir en un reactor ni teórica ni prácticamente. En la central nuclear de Chernobyl, como resultado de errores de personal y una grave violación de la tecnología, se produjo una explosión térmica y durante dos semanas se liberaron isótopos radiactivos a la atmósfera, transportados por los vientos en diferentes direcciones y, depositándose en vastas áreas, creando una contaminación irregular del área. De todos los isótopos r/a, los más biológicamente peligrosos fueron: Yodo-131(I-131) – con una vida media (T 1/2) 8 días, Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 años. Como resultado del accidente, en la central nuclear de Chernobyl se liberó el 5% del combustible y los isótopos radiactivos acumulados: 50 MCi de actividad. En el caso del cesio-137, esto equivale a 100 piezas. 200 nudos. bombas atómicas. Ahora hay más de 500 reactores en el mundo y varios países obtienen entre el 70 y el 80% de su electricidad de centrales nucleares, en Rusia el 15%. Teniendo en cuenta el agotamiento de las reservas de combustibles orgánicos en el futuro previsible, la principal fuente de energía será la nuclear.

Periodización de los peligros tras el accidente de Chernobyl:

1. período de peligro agudo por yodo (yodo - 131) durante 2-3 meses;

2. período de contaminación de la superficie (radionucleidos de vida corta y media): hasta finales de 1986;

3. período de entrada de raíz (Cs-137, Sr-90): desde 1987 durante 90-100 años.

    Fuentes naturales de radiaciones ionizantes. Radiación cósmica y sustancias radiactivas naturales. Dosis de ERF.

Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Formación de pares

2. En dispersión Compton El cuanto gamma transfiere parte de su energía a uno de los electrones externos del átomo. Este electrón en retroceso, adquiriendo una energía cinética significativa, la gasta en la ionización de la sustancia (esto ya es ionización secundaria, ya que el cuanto g, habiendo eliminado el electrón, ya ha producido la ionización primaria).

El cuanto g después de una colisión pierde una parte significativa de su energía y cambia su dirección de movimiento, es decir se disipa.

El efecto Compton se observa en una amplia gama de energías de rayos gamma (0,02-20 MeV).

3. Formación de vapor. Los rayos gamma que pasan cerca del núcleo atómico y tienen una energía de al menos 1,02 MeV se convierten en dos partículas, un electrón y un positrón, bajo la influencia del campo del núcleo atómico. Parte de la energía de un cuanto gamma se convierte en la masa equivalente de dos partículas (según la relación de Einstein E=2me*C²= 1,02 MeV). La energía restante del cuanto gamma se transfiere al electrón y al positrón emergentes en forma de energía cinética. El electrón resultante ioniza átomos y moléculas, y el positrón se aniquila con cualquiera de los electrones del medio, formando dos nuevos cuantos gamma con una energía de 0,51 MeV cada uno. Los rayos gamma secundarios gastan su energía en el efecto Compton y luego en el efecto fotoeléctrico. Cuanto mayor sea la energía de los rayos gamma y la densidad de la sustancia, más probable será el proceso de formación de pares. Por ello, se utilizan metales pesados, como el plomo, para proteger contra los rayos gamma.

Los rayos X interactúan con la materia de manera similar debido a estos mismos tres efectos.

  1. Radiación de rayos X característica y bremsstrahlung. Diferencias y similitudes entre los rayos X y la radiación gamma. Ley de atenuación de la radiación gamma.

La bremsstrahlung característica surge como resultado de la excitación de un átomo, cuando los electrones que se han transferido a la órbita exterior regresan a la órbita más cercana al núcleo y emiten un exceso de energía en forma de radiación de rayos X característica (su frecuencia es característica de cada elemento químico). Las máquinas de rayos X utilizan una radiación de rayos X característica. Cuando las partículas beta (electrones) interactúan con una sustancia, además de la ionización de los átomos de esta sustancia, las partículas beta (electrones), al interactuar con la carga positiva de los núcleos, doblan su trayectoria (desaceleran) y al mismo tiempo. pierden su energía en forma de rayos X bremsstrahlung.

Los rayos gamma se emiten desde los núcleos de los isótopos p/a durante su desintegración, y los rayos X surgen durante las transiciones electrónicas dentro de las capas electrónicas de un átomo. La frecuencia de los rayos gamma es mayor que la frecuencia de los rayos X y son penetrantes. El poder en la materia y los efectos de interacción son aproximadamente los mismos.



Cuanto más gruesa sea la capa absorbente, más se debilitará el flujo de rayos gamma que la atraviesa.

Para cada material, se estableció experimentalmente una capa de media atenuación D1/2 (este es el espesor de cualquier material que atenúa la radiación gamma a la mitad).

Es igual para aire -190 m, madera -25 cm, tejido biológico -23 cm, suelo -14 cm, hormigón -10 cm, acero -3 cm, plomo -2 cm. (D1/2»r/23)

Razonando de la misma manera que al derivar la ley de desintegración p/a, obtenemos:

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

I = Iо / 2 o Yo = Yo * 2(otro tipo de notación I = Iоe)

donde: I es la intensidad de los rayos gamma después de atravesar una capa absorbente de espesor D;

I® - intensidad inicial de los rayos gamma.

10. Problemas de dosimetría y radiometría. Irradiación externa e interna del cuerpo. La relación entre actividad y dosis generada por su radiación gamma. Métodos de protección contra fuentes de radiación locales. .

Dosimetría- se trata de una determinación cuantitativa y cualitativa de cantidades que caracterizan los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia utilizando diversos métodos físicos y el uso de equipos especiales.

Radiometria- desarrolla la teoría y la práctica de la medición de la radiactividad y la identificación de radioisótopos.

El efecto biológico de los rayos X y la radiación nuclear en el cuerpo se debe a la ionización y excitación de átomos y moléculas del entorno biológico.

A ¾¾¾® B.objeto

b ¾¾¾® Ionización

G ¾¾¾® es proporcional a ¾¾¾®g

n ¾¾¾® energía absorbida ¾¾¾® n

r ¾¾¾® radiación ¾¾¾® r (radiación de rayos X)

Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada.

La irradiación procedente de fuentes de radiación externas se denomina irradiación externa. La irradiación de sustancias radiactivas que ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos crea radiación interna.

Utilizando el valor de Kg (el valor de la constante gamma se proporciona en los libros de referencia para todos los isótopos p/a), se puede determinar la tasa de dosis de una fuente puntual de cualquier isótopo.

P = Kg A/R²,Dónde

R - tasa de dosis de exposición, R/h

Kg - constante de ionización del isótopo, R/h cm² / mKu

A - actividad, mKu

R - distancia, cm.

Puede protegerse de las fuentes locales de radiación radiactiva protegiéndose, aumentando la distancia a la fuente y reduciendo el tiempo de exposición del cuerpo.

11. Dosis y tasa de dosis. Unidades de medida de exposición, absorbida, equivalente, dosis efectiva.

Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada. En la literatura, documentos de la ICRP (Comisión Internacional de Protección Radiológica), NCRP (Comité Nacional de Rusia) y SCEAR (Comité Científico sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas de las Naciones Unidas), se distinguen los siguientes conceptos:

- Dosis de exposición (poder ionizante de los rayos X y gamma en el aire) en roentgens; radiografía (P): dosis de exposición de rayos X o radiación g (es decir, radiación de fotones), que crea dos mil millones de pares iónicos en 1 cm³ de aire. (Los rayos X miden la exposición de la fuente, el campo de radiación, como dicen los radiólogos, la radiación incidente).

- Dosis absorbida - la energía de la radiación ionizante absorbida por los tejidos del cuerpo en términos de unidad de masa en rads y grises;

Contento (dosis absorbente de radiación - inglés): la dosis absorbida de cualquier tipo de radiación ionizante, a la que se absorbe una energía igual a 100 ergios en 1 g de masa de una sustancia. (En 1 g de tejido biológico de diferente composición, se absorben diferentes cantidades de energía).

Dosis en rads = dosis en roentgens multiplicada por k-t, que refleja la energía de la radiación y el tipo de tejido absorbente. Para aire: 1 rad = 0,88 roentgen;

para agua y tejidos blandos 1rad = 0,93R (en la práctica toman 1rad = 1R)

para tejido óseo 1rad = (2-5)P

La unidad adoptada en el sistema C es Gris (1 kg de masa absorbe 1 J de energía de radiación). 1Gy=100 rad (100R)

- Dosis equivalente - dosis absorbida multiplicada por un coeficiente que refleja la capacidad de un determinado tipo de radiación para dañar el tejido corporal en Rem y Sievert. BER (equivalente biológico de una radiografía) es una dosis de cualquier radiación nuclear en la que se crea el mismo efecto biológico en un entorno biológico que con una dosis de rayos X o radiación gamma de 1 roentgen. D en rem = D en roentgen*RBE. RBE - coeficiente de eficacia biológica relativa o coeficiente de calidad (QC)

Para b, gy roentgen. radiación RBE (KK) = 1; para ay protones = 10;

neutrones lentos = 3-5; neutrones rápidos = 10.

Sievert(Sv) es una dosis equivalente de cualquier tipo de radiación absorbida en 1 kg de tejido biológico, creando el mismo efecto biológico que la dosis absorbida de 1 Gy de radiación de fotones. 1 Sv = 100 rem(tu = 100R)

-Dosis equivalente efectiva - dosis equivalente multiplicada por un coeficiente que tiene en cuenta la diferente sensibilidad de los distintos tejidos a la radiación, en Sieverts.

Coeficientes de riesgo de radiación para diferentes tejidos (órganos) humanos, recomendados por la ICRP: (por ejemplo, 0,12 - médula ósea roja, 0,15 - glándula mamaria, 0,25 - testículos u ovarios;) El coeficiente muestra la proporción por órgano individual con irradiación uniforme de todo el cuerpo

En términos biológicos, es importante conocer no sólo la dosis de radiación recibida por un objeto, sino también la dosis recibida por unidad de tiempo.

Tasa de dosis es la dosis de radiación por unidad de tiempo.

D = P/t Por ejemplo, R/h, mR/h, μR/h, μSv/h, mrem/min, Gy/s, etc.

La tasa de dosis absorbida se denomina incremento de dosis por unidad de tiempo.

12 Características de las partículas a, d y radiación g.

Consideraremos las propiedades de diferentes tipos de radiaciones ionizantes en forma de tabla.

Tipo de radiación ¿Que representa? Cargar Peso EnergíaMeV Velocidad Ionización en aire a 1 cm de recorrido. Kilometraje...en: Aire Biológico. Telas metálicas
a Flujo de núcleos de helio. Dos correos electrónicos Carga positiva ÅÅ 4 am 2 – 11 10-20 mil kilómetros por hora 100-150 mil pares de iones 2 – 10 cm Fracciones de mm (~0,1 mm) Centésimas de mm
b Flujo de electrones Neg. elemental. Cargar(-) 0,000548 soy 0 – 12 0,3-0,99 velocidad de la luz (C) 50-100 pares de iones Hasta 25 metros Hasta 1cm Unos mm.
gramo El-instante. Radiación yo<10 -11 м (в.свет 10 -7 м) no tiene El cuanto g tiene masa en reposo = 0 Desde keV hasta varios MeV Desde 300.000 km/s Débil 100-150 metros metros Decenas de cm.

13. Características de la contaminación radiactiva durante un accidente en una central nuclear.

Yodo-131 Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137

Zonificación tras el accidente (basada en contaminación del suelo con Cs-137 y dosis anual):

Zona de exclusión (reubicación): más de 40 Ci/km² (dosis superior a 50 mSv/año);

Zona de reubicación (voluntaria) – de 15 a 40 Ci/km². (dosis 20 - 50 mSv/año);

Zona de residencia restringida (con reasentamiento temporal de mujeres embarazadas y niños) 5 - 15 Ci/km². (dosis de 5 a 20 mSv/año);

Zona de control de radiación (zona de residencia con estatus socioeconómico preferencial) 1-5 Ci/km² (dosis de 1 a 5 mSv/año).

En la Federación de Rusia, 15 regiones (Bryansk, Kursk, Kaluga, Tula, Oryol, Riazán, etc., entre el 1 y el 43% del territorio) sufrieron contaminación radiactiva parcial (más de 1 Ci/km2) debido al accidente de Chernobyl.

Según la legislación de la Federación de Rusia, la población que vive en tierras con una contaminación (por cesio) de más de 1 Ci/km² tiene derecho a beneficios mínimos.

14. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. El principio y diagrama de funcionamiento de la cámara de ionización.

cámaras de ionización;

- contadores proporcionales;

Diagrama esquemático del funcionamiento de un detector de ionización.

Esta cámara está llena de aire o de un gas inerte, en la que se ubican dos electrodos (cátodo y ánodo), creando un campo eléctrico.

El aire seco o el gas son buenos aislantes y no conducen la electricidad. Pero las partículas cargadas alfa y beta, al entrar en la cámara, ionizan el medio gaseoso, y los cuantos gamma primero forman electrones rápidos (fotoelectrones, electrones Compton, pares electrón-positrón) en las paredes de la cámara, que también ionizan el medio gaseoso. Los iones positivos resultantes se mueven hacia el cátodo y los iones negativos hacia el ánodo. Aparece una corriente de ionización en el circuito, proporcional a la cantidad de radiación.

La corriente de ionización para la misma cantidad de radiación ionizante depende de forma compleja del voltaje aplicado a los electrodos de la cámara. Esta dependencia se llama Característica corriente-voltaje del detector de ionización.

Cámara de ionización Se utiliza para medir todo tipo de radiación nuclear. Estructuralmente, están diseñados como planos, cilíndricos, esféricos o en forma de dedal con un volumen que va desde fracciones de cm³ hasta 5 litros. Generalmente lleno de aire. El material de la cámara es plexiglás, baquelita, poliestireno y posiblemente aluminio. Ampliamente utilizado en dosímetros individuales (DK-0.2; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24, etc.).

15. Características de la contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.

Durante una reacción en cadena de fisión, U-235 y Pu-239 en una bomba atómica, se forman alrededor de 200 isótopos radiactivos de aproximadamente 35 elementos químicos. Durante una explosión nuclear, se produce una reacción en cadena de fisión instantáneamente en toda la masa de la sustancia fisible. y los isótopos radiactivos resultantes se liberan a la atmósfera y luego caen al suelo en forma de un rastro radiactivo extendido.

Toda el área de contaminación radiactiva del área, según el grado de contaminación, se divide en 4 zonas, cuyos límites se caracterizan por: dosis de radiación durante la decadencia completa re ∞ en Roentgens y Niveles de radiación 1 hora después de la explosión. P 1 en R/h.


Arroz. 2.1. Zonas de contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.

Nombres de zonas (entre paréntesis los valores P 1 (R/h), D ∞ (P)): A – infección moderada(8 R/h, 40 R), B-fuerte(80 R/h, 400 R), B-peligroso(240 R/h, 1200 R), G - infección extremadamente peligrosa(800 R/h, 4000 R).

Los libros de referencia muestran el tamaño de las zonas según la potencia de la explosión y la velocidad del viento en las capas superiores de la atmósfera; la longitud y el ancho de cada zona se indican en km. En general, un área se considera contaminada si el nivel de radiación es 0,5 R/h - en tiempos de guerra y 0,1 mR/h en tiempos de paz (radiación de fondo natural en Yaroslavl - 0,01 mR/h,)

Debido a la desintegración de sustancias radiactivas, hay una disminución constante en el nivel de radiación, en proporción

Р t = Р 1 t – 1,2

R

Arroz. 2.2. Reducir el nivel de radiación tras una explosión nuclear

Gráficamente, se trata de una exponencial que cae abruptamente. El análisis de esta relación muestra que con un aumento de siete veces en el tiempo, el nivel de radiación disminuye 10 veces. El descenso de la radiación tras el accidente de Chernóbil fue mucho más lento

Para todas las situaciones posibles, se calculan y tabulan los niveles y dosis de radiación.

Para la producción agrícola, la contaminación radiactiva de la zona representa el mayor peligro, porque Las personas, los animales y las plantas están expuestos no solo a la irradiación gamma externa, sino también internamente cuando las sustancias radiactivas ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos. En personas y animales desprotegidos, dependiendo de la dosis recibida, pueden producirse enfermedades por radiación y las plantas agrícolas ralentizan su crecimiento, reducen el rendimiento y la calidad de los productos agrícolas y, en caso de daños graves, se produce la muerte de las plantas.

16. Métodos básicos para medir la radiactividad (absoluta, calculada y relativa (comparativa) Eficiencia del medidor. Característica de conteo (operativa).

La radiactividad de los fármacos se puede determinar mediante el método absoluto, calculado y relativo (comparativo). Este último es el más común.

Método absoluto. Se aplica una capa delgada del material en estudio a una película delgada especial (10-15 μg/cm²) y se coloca dentro del detector, como resultado de lo cual se utiliza el ángulo sólido completo (4p) para registrar las partículas beta emitidas, por ejemplo. Por ejemplo, se logra casi el 100% de eficiencia de conteo. Cuando se trabaja con un contador 4p, no es necesario realizar numerosas correcciones, como ocurre con el método de cálculo.

La actividad del fármaco se expresa inmediatamente en unidades de actividad Bk, Ku, mKu, etc.

Por método de cálculo determinar la actividad absoluta de los isótopos emisores alfa y beta utilizando contadores de centelleo o descarga de gas convencionales.

Se introducen varios factores de corrección en la fórmula para determinar la actividad de una muestra, teniendo en cuenta las pérdidas de radiación durante la medición.

A = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²

A- actividad de la droga en Ku;

norte- tasa de conteo en imp/min menos fondo;

w- corrección de condiciones de medición geométrica (ángulo sólido);

mi- corrección del tiempo de resolución de la instalación de conteo;

k- corrección por absorción de radiación en la capa de aire y en la ventana (o pared) del mostrador;

r- corrección por autoabsorción en la capa de fármaco;

q- corrección por retrodispersión del sustrato;

r- corrección del esquema de descomposición;

gramo- corrección de radiación gamma con radiación mixta beta y gamma;

metro- porción pesada del fármaco medido en mg;

2,22×10¹² - factor de conversión del número de desintegraciones por minuto a Ci (1 Ci = 2,22*10¹² desintegraciones/min).

Para determinar la actividad específica, es necesario convertir la actividad por 1 mg a 1 kg. .

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

Se pueden preparar preparaciones para radiometría. Delgado grueso o capa intermedia el material que se estudia.

Si el material que se está probando tiene media capa de atenuación - D1/2,

Eso delgado - en d<0,1D1/2, intermedio - 0,1D1/2 grueso (preparaciones de capa gruesa) d>4D1/2.

Todos los factores de corrección, a su vez, dependen de muchos factores y, a su vez, se calculan mediante fórmulas complejas. Por lo tanto, el método de cálculo requiere mucha mano de obra.

Método relativo (comparativo) ha encontrado una amplia aplicación para determinar la actividad beta de fármacos. Se basa en comparar la tasa de recuento de un estándar (un fármaco con actividad conocida) con la tasa de recuento del fármaco medido.

En este caso, deben existir condiciones completamente idénticas al medir la actividad del fármaco estándar y del fármaco de prueba.

Abr = Aet* Npr/Neto, Dónde

Aet es la actividad del fármaco de referencia, dispersión/min;

Abr - radiactividad del fármaco (muestra), dispersión/min;

Neto: velocidad de conteo desde el estándar, imp/min;

Npr: tasa de conteo del medicamento (muestra), imp/min.

Los pasaportes de equipos radiométricos y dosimétricos suelen indicar con qué error se realizan las mediciones. Error relativo máximo Las mediciones (a veces llamado error relativo básico) se indican como un porcentaje, por ejemplo, ± 25%. Para diferentes tipos de instrumentos puede ser de ± 10% a ± 90% (a veces el error del tipo de medición para diferentes secciones de la escala se indica por separado).

A partir del error relativo máximo ± d% se puede determinar el máximo absoluto Error de medición. Si se toman lecturas del instrumento A, entonces el error absoluto es DA=±Ad/100. (Si A = 20 mR y d = ±25%, entonces en realidad A = (20 ± 5) mR. Es decir, en el rango de 15 a 25 mR.

17. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. Principio y diagrama de funcionamiento de un detector de centelleo.

La radiación radiactiva se puede detectar (aislar, detectar) utilizando dispositivos especiales: detectores, cuyo funcionamiento se basa en los efectos físicos y químicos que surgen cuando la radiación interactúa con la materia.

Tipos de detectores: ionización, centelleo, fotográfico, químico, calorimétrico, semiconductor, etc.

Los detectores más utilizados se basan en medir el efecto directo de la interacción de la radiación con la materia - ionización del medio gaseoso. Estos son: -. cámaras de ionización;

- contadores proporcionales;

- contadores Geiger-Muller (contadores de descarga de gas);

- contadores de corona y chispas,

así como detectores de centelleo.

Centelleo (luminiscente) El método de detección de radiación se basa en la propiedad de los centelleadores de emitir radiación de luz visible (destellos de luz, centelleos) bajo la influencia de partículas cargadas, que se convierten mediante un fotomultiplicador en pulsos de corriente eléctrica.

Cátodo Dinodos Ánodo El contador de centelleo consta de un centelleador y

PMT. Los centelleadores pueden ser orgánicos y

Inorgánico, en sólido, líquido o gas.

Condición. Este es yoduro de litio, sulfuro de zinc,

Yoduro de sodio, monocristales de angraceno, etc.


100 +200 +400 +500 voltios

Operación PMT:- Bajo la influencia de partículas nucleares y cuantos gamma.

En el centelleador, los átomos se excitan y emiten cuantos de color visible: fotones.

Los fotones bombardean el cátodo y eliminan fotoelectrones:

Los fotoelectrones son acelerados por el campo eléctrico del primer dínodo, eliminan de él los electrones secundarios, que son acelerados por el campo del segundo dínodo, etc., hasta que se forma una avalancha de flujo de electrones que golpea el cátodo y es registrado por el circuito electrónico del dispositivo. La eficiencia de conteo de los contadores de centelleo alcanza el 100%. La resolución es mucho mayor que en las cámaras de ionización (10 v-5 - !0 v-8 versus 10¯³ en las cámaras de ionización). Los contadores de centelleo encuentran una amplia aplicación en equipos radiométricos

18. Radiómetros, finalidad, clasificación.

Con cita.

Radiómetros - dispositivos destinados a:

Mediciones de la actividad de fármacos radiactivos y fuentes de radiación;

Determinación de la densidad de flujo o intensidad de partículas y cuantos ionizantes;

Radiactividad superficial de objetos;

Actividad específica de gases, líquidos, sólidos y sustancias granulares.

Los radiómetros utilizan principalmente contadores de descarga de gas y detectores de centelleo.

Se dividen en portátiles y estacionarios.

Como regla general, constan de: - un detector-sensor de pulso; - amplificador de impulsos; - convertidor; - numerador electromecánico o electrónico; - fuente de alto voltaje para el detector; - suministro de energía para todos los equipos.

En orden de mejora se produjeron los siguientes: radiómetros B-2, B-3, B-4;

radiómetros decatrón PP-8, RPS-2; laboratorios automatizados “Gamma-1”, “Gamma-2”, “Beta-2” equipados con computadoras que permiten el cálculo de hasta varios miles de muestras con impresión automática de resultados, KRK-1, SRP. -68 radiómetros se utilizan ampliamente -01.

Indique la finalidad y características de uno de los dispositivos.

19. Dosímetros, finalidad, clasificación.

La industria produce una gran cantidad de tipos de equipos radiométricos y dosimétricos, los cuales se pueden clasificar:

Por el método de registro de la radiación (ionización, centelleo, etc.);

Por tipo de radiación detectada (a,b,g,n,p)

Fuente de alimentación (red, batería);

Por lugar de aplicación (fijo, de campo, individual);

Con cita.

Dosímetros - dispositivos que miden la exposición y la dosis absorbida (o tasa de dosis) de radiación. Básicamente constan de un detector, un amplificador y un dispositivo de medición. El detector puede ser una cámara de ionización, un contador de descarga de gas o un contador de centelleo.

Dividido en medidores de tasa de dosis- estos son DP-5B, DP-5V, IMD-5 y dosímetros individuales- medir la dosis de radiación durante un período de tiempo. Estos son DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Son dosímetros de bolsillo, algunos de ellos son de lectura directa.

Existen analizadores espectrométricos (AI-Z, AI-5, AI-100) que le permiten determinar automáticamente la composición de radioisótopos de cualquier muestra (por ejemplo, suelos).

También hay una gran cantidad de alarmas que indican el exceso de radiación de fondo y el grado de contaminación de la superficie. Por ejemplo, SZB-03 y SZB-04 indican que se ha superado la cantidad de contaminación de las manos con sustancias betaactivas.

Indique el propósito y las características de uno de los dispositivos.

20. Equipo para el departamento radiológico del laboratorio veterinario. Características y funcionamiento del radiómetro SRP-68-01.

Equipo de personal para los departamentos de radiología de los laboratorios veterinarios regionales y grupos radiológicos especiales de distrito o entre distritos (en los laboratorios veterinarios regionales)

Radiómetro DP-100

Radiómetro KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiómetro SRP 68-01

Radiómetro “Besklet”

Radiómetro - dosímetro -01Р

Radiómetro DP-5V (IMD-5)

Conjunto de dosímetros DP-22V (DP-24V).

Los laboratorios pueden equiparse con otros tipos de equipos radiométricos.

La mayoría de los radiómetros y dosímetros anteriores están disponibles en el departamento del laboratorio.

21. Periodización de los peligros durante un accidente en una central nuclear.

Los reactores nucleares utilizan la energía intranuclear liberada durante las reacciones en cadena de fisión del U-235 y Pu-239. Durante una reacción en cadena de fisión, tanto en un reactor nuclear como en una bomba atómica, se forman unos 200 isótopos radiactivos de unos 35 elementos químicos. En un reactor nuclear, la reacción en cadena está controlada y el combustible nuclear (U-235) se "quema" gradualmente durante 2 años. Los productos de fisión (isótopos radiactivos) se acumulan en el elemento combustible (elemento combustible). Una explosión atómica no puede ocurrir en un reactor ni teórica ni prácticamente. En la central nuclear de Chernobyl, como resultado de errores de personal y una grave violación de la tecnología, se produjo una explosión térmica y durante dos semanas se liberaron isótopos radiactivos a la atmósfera, transportados por los vientos en diferentes direcciones y, depositándose en vastas áreas, creando una contaminación irregular del área. De todos los isótopos r/a, los más biológicamente peligrosos fueron: Yodo-131(I-131) – con una vida media (T 1/2) 8 días, Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 años. Como resultado del accidente, en la central nuclear de Chernobyl se liberó el 5% del combustible y los isótopos radiactivos acumulados: 50 MCi de actividad. En el caso del cesio-137, esto equivale a 100 piezas. 200 nudos. bombas atómicas. Ahora hay más de 500 reactores en el mundo y varios países obtienen entre el 70 y el 80% de su electricidad de centrales nucleares, en Rusia el 15%. Teniendo en cuenta el agotamiento de las reservas de combustibles orgánicos en el futuro previsible, la principal fuente de energía será la nuclear.

Periodización de los peligros tras el accidente de Chernobyl:

1. período de peligro agudo por yodo (yodo - 131) durante 2-3 meses;

2. período de contaminación de la superficie (radionucleidos de vida corta y media): hasta finales de 1986;

3. período de entrada de raíz (Cs-137, Sr-90): desde 1987 durante 90-100 años.

22. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes. Radiación cósmica y sustancias radiactivas naturales. Dosis de ERF.

1. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes (iii)

La radiación de fondo natural consiste en:

Radiación cósmica;

Radiación de sustancias radiactivas naturales que se encuentran en la tierra.

rocas, agua, aire, materiales de construcción;

Radiación de sustancias radiactivas naturales contenidas en las plantas.

y el mundo animal (incluidos los humanos).

Radiación cósmica - dividido por primario Se trata de una corriente que cae continuamente de núcleos de hidrógeno (protones), 80% y núcleos de elementos ligeros (helio (partículas alfa), litio, berilio, boro, carbono, nitrógeno), 20%, que se evaporan de las superficies de estrellas, nebulosas y el sol y amplificado (acelerado) repetidamente en los campos electromagnéticos de los objetos espaciales hasta una energía del orden de 10 10 eV y superior. (En nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay 300 mil millones de estrellas y galaxias 10 14)

Al interactuar con los átomos de la capa de aire de la Tierra, esta radiación cósmica primaria da origen a corrientes. secundario radiación cósmica, que es la más grande de todas las partículas y radiaciones elementales conocidas (± mesones mu y pi - 70%; electrones y positrones - 26%, protones primarios - 0,05%, cuantos gamma, neutrones rápidos y ultrarrápidos).

Sustancias radiactivas naturales. dividido en tres grupos:

1) Uranio y torio con sus productos de desintegración, así como potasio-40 y rubidio-87;

2) Isótopos menos comunes e isótopos con una T 1/2 grande (calcio-48, circonio-96, neodimio-150, samario-152, renio-187, bismuto-209, etc.);

3) Carbono-14, tritio, berilio -7 y -9: se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de la radiación cósmica.

El más común en la corteza terrestre es el rubidio-87 (T 1/2 = 6.5.10 10 años), luego el uranio-238, el torio-232 y el potasio-40. Pero la radiactividad del potasio-40 en la corteza terrestre supera la radiactividad de todos los demás isótopos combinados (T 1/2 = 1,3 · 10 9 años). El potasio-40 está ampliamente disperso en los suelos, especialmente en los arcillosos, su actividad específica es 6,8,10 -6 Ci/g.

En la naturaleza, el potasio se compone de 3 isótopos: K-39 estable (93%) y K-41 (7%) y K-40 radiactivo (01%). La concentración de K-40 en el suelo es de 3-20 nKu/g (pico - 10 -12),

El promedio mundial se considera 10. Por lo tanto, en 1 m³ (2 toneladas) - 20 µKu, en 1 km² - 5Ku (capa de raíz = 25 cm). El contenido medio de U-238 y Th-232 se considera de 0,7 nKu/g. Estos tres isótopos crean la tasa de dosis del fondo natural del suelo = aproximadamente 5 μR/h (y la misma cantidad de la radiación cósmica) Nuestro fondo (8-10 μR/h por debajo del promedio. Fluctuaciones en todo el país 5-18, en el mundo hasta 130 e incluso hasta 7000 microR/h.

Materiales de construcción crean radiación gamma adicional dentro de los edificios (en hormigón armado hasta 170 mrad/año, en edificios de madera - 50 mrad/año).

Agua, Al ser un disolvente, contiene compuestos complejos solubles de uranio, torio y radio. En mares y lagos la concentración de elementos radiactivos es mayor que en los ríos. Los manantiales minerales contienen mucho radio (7,5*10 -9 Cu/l) y radón (2,6*10 -8 Cu/l). El potasio-40 en las aguas de ríos y lagos es aproximadamente igual que el radio (10 -11 Cu/l).

Aire(atmósfera) contiene radón y torón liberados de las rocas terrestres y carbono-14 y tritio que se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de neutrones de la radiación cósmica secundaria que interactúan con el nitrógeno y el hidrógeno de la atmósfera. La acumulación de radón en edificios mal ventilados es especialmente peligrosa. Se ha adoptado una norma para los edificios de nueva construcción de £ 100 Bq/m³, para los edificios ocupados de £ 200 Bq/m³, si se superan los 400 Bq/m³, se toman medidas para reducir el radón o se reutiliza el uso del edificio. Los cálculos muestran que con concentraciones de radón de 16 y 100 Bq/m³, la dosis anual será de 100 mrem y 1 rem, respectivamente. Concentración real"11 Bq/m³

Las plantas y los animales absorben muy intensivamente los isótopos radiactivos K-40, C-14, H-3 del medio ambiente (estos son los componentes básicos de las moléculas de proteínas). Otros radionucleidos en menor medida.

La irradiación interna de la mayoría de los órganos se debe a la presencia de K-40 en ellos. La dosis anual de K-40 será: para médula ósea roja: 27 mrad

Pulmones - 17 mrad

Gónadas -15 mrad

De otros radionucleidos en el cuerpo, la dosis será 1/100, 1/1000 de estos valores. La excepción es el radón, que ingresa a los pulmones por inhalación y genera una dosis de hasta 40 mrad por año.

Así, sólo por irradiación natural y externa e interna una persona recibe una dosis anual de 200 mrad (mrem) (o 2mSv)

de iii Pasaje terrenal.- 167 (exposición interna de K-40 y Rn-222......... 132 metros)

(irradiación externa de K-40, U-238, Th-232, Rb-87......... 35 mm)

de iii origen cósmico .- 32 (irradiación externa de los cuantos g, m, p-mesones.... .30mrem)

(irradiación interna desde S-14, N-3................. 2 minutos)

conclusiones.1. La dosis por exposición externa a la radiación natural es de 65 mrem, que es el 30% de la dosis total. Medimos solo esta parte de la dosis con dosímetros.

2. La aportación de radón a la dosis anual es del 25-40%.

Fumadores recibir una dosis adicional de radiación a los pulmones del Po-210 radiactivo (en un cigarrillo hay 7 mBq Po). Según las estadísticas estadounidenses, la mortalidad por fumar es mayor que por el alcohol: 150.000 horas al año.

Durante los últimos milenios, la situación radiológica en la Tierra ha sido estable. En las condiciones de este fondo de radiación, se produjo la evolución de la flora y la fauna y vivieron todas las generaciones anteriores de personas.

24. Fuentes artificiales de radiaciones ionizantes (instalaciones de rayos X, explosiones de ensayos nucleares, energía nuclear, dispositivos técnicos modernos).

Las fuentes de radiación artificiales crean una carga de dosis adicional para los humanos y se dividen en cuatro grandes grupos.

1) Máquinas de rayos X utilizadas en medicina con fines diagnósticos y terapéuticos.

2) Explosiones de pruebas nucleares.

3) Energía nuclear (empresas del ciclo del combustible nuclear - NFC).

4) Una serie de dispositivos técnicos modernos (esferas luminosas de relojes e instrumentos de medición, televisores, pantallas de ordenador, instalaciones de rayos X y gamma para la detección de defectos, visualización de objetos en aeropuertos, tomografía computarizada, etc.).

Según ICDAR, si tomamos la dosis equivalente anual de las fuentes de radiación naturales (200 mrem) como 100%, las artificiales representarán además:

Irradiación con máquinas de rayos X: 20% (40 mrem); (por persona promedio)

Pruebe los venenos. explosiones desde el 7% a principios de los años 60. hasta el 0,8% en los años 80 (tendencia a la baja);

La energía nuclear pasó del 0,001% del fondo natural en 1965 al 0,05% en 2000 (tendencia de crecimiento pequeño);

Para dispositivos técnicos (TV, ordenadores, etc.): valores insignificantes.

instalaciones de rayos x - por orden del Ministerio de Salud, se determinan las dosis para

· fluorografía de los órganos del tórax hasta 0,6 mSv (imagen del diente 0,1-0,2 mrem)

· fluoroscopia de los pulmones hasta 1,4 mSv, estómago hasta 3,4 mSv (340 mrem)

Explosiones de pruebas nucleares

De 1945 a 1962 se llevaron a cabo 423 explosiones de prueba en la atmósfera con una potencia total de más de 500 Mt (URSS, EE.UU., Francia, China, Gran Bretaña). Todavía se están realizando pruebas subterráneas.

Durante una explosión nuclear, bajo la influencia de neutrones, se produce una reacción en cadena de fisión de núcleos de elementos pesados ​​(U 235, Pu 239). Durante la reacción se forman unos 250 isótopos de 35 x. elementos, de los cuales 225 son radiactivos. (Ejemplo: cortar una sandía con 235 semillas). Los radionucleidos resultantes tienen diferentes vidas medias: fracciones de segundo, segundos, minutos, horas, días, meses, años, siglos, milenios y millones de años.

De este gran número de fragmentos nucleares y sus productos hijos, 10 radionucleidos son de interés para la radiobiología veterinaria y la radioecología de animales de granja debido a sus características físicas y radiotoxicológicas.

La mayoría de los radionucleidos son emisores beta y gamma. El yodo-131, el bario-140 y el estroncio-89 son especialmente peligrosos en los primeros meses. Posteriormente, estroncio-90 y cesnio-137.

Durante los 35 años posteriores al cese de los ensayos de armas nucleares, todos los productos de las explosiones nucleares cayeron desde las reservas de la atmósfera y la estratosfera sobre la superficie principalmente del hemisferio norte de la Tierra, aumentando la contaminación de la tierra con Sr-90 y Cs. -137 a 0,2 Ku/km², ahora ha bajado a 0,1 Ku/km² (para humanos, por vía oral).

La energía nuclear - Se trata de empresas interconectadas del ciclo del combustible nuclear (extracción, enriquecimiento y procesamiento de mineral de uranio, producción de barras de combustible, quema en centrales nucleares, procesamiento de barras de combustible, eliminación de residuos, desmantelamiento de centrales nucleares gastadas).

A pesar de los riesgos radiológicos y medioambientales de las centrales nucleares, su número aumenta año tras año. En todo el mundo hay más de 500 reactores de potencia en funcionamiento, con una capacidad total de unos 30.000 MW. Proporcionan el 17% del consumo mundial de energía.

De todos los métodos existentes de generación de electricidad, la energía nuclear es el más respetuoso con el medio ambiente (con un funcionamiento sin problemas). Una central de carbón contamina el medio ambiente con radiación varias veces más que una central nuclear de la misma potencia.

Pero en las últimas décadas se han producido una serie de accidentes en centrales nucleares, incl. el más grande en la central nuclear de Chernobyl - 26/04/86, provoca una grave contaminación radiactiva de grandes áreas.

Los isótopos biológicamente más peligrosos fueron el yodo-131, otrontium-90 y chii-137.

25. Patrones de movimiento de sustancias radiactivas en la biosfera. Unidades de estroncio.

Los componentes de la biosfera incluyen sustancias radiactivas provenientes de explosiones nucleares, emisiones de emergencia de empresas del ciclo del combustible nuclear y desechos radiactivos no enterrados de la manera prescrita. abiótico (suelo, agua, aire) y biótico (flora, fauna) y participan en el ciclo biológico de las sustancias.

La ruta más corta de las sustancias radiactivas hasta los humanos, excluyendo la entrada directa desde la atmósfera, es a través de medios agrícolas. plantas y animales encadenados: suelo - planta - humano; suelo - planta - animal - humano. Durante el accidente de Chernobyl, se liberaron a la atmósfera 50 MCu de actividad. De ellos, el 20% es yodo-131 y el 15% isótopos de cesio y hasta el 2% de estroncio.

El yodo, que ingresa al cuerpo de humanos y animales, se concentra en mayor cantidad (del 20 al 60%) en la glándula tiroides, alterando sus funciones.

Al pasar de un objeto de la biosfera a otro, el cesio y el estroncio se comportan de manera similar al potasio y el calcio (ya que son sus análogos en propiedades físicas), y finalmente ingresan al cuerpo de animales y humanos, alcanzando la concentración máxima en órganos fisiológicamente ricos en estos elementos ( cesio en músculos, estroncio en huesos, conchas).

Existe una cierta proporcionalidad de esta acumulación por 1 gramo de calcio o potasio, expresada en unidades de estroncio (SU).

1CE = 1 nCu Sr-90 por 1 gramo de Ca (nano = 10 -9)

La relación entre el número de CE del enlace posterior de un sistema biológico y el anterior se llama coeficiente de discriminación (CD) Sr-90 en relación con el calcio.

CD = CE en muestra de forraje / CE en suelo.

Muchas otras cuestiones relacionadas con la transición en los eslabones de las cadenas biológicas están poco estudiadas.

26. Toxicidad de los isótopos radiactivos.

Los isótopos radiactivos de cualquier elemento químico, cuando ingresan al cuerpo, participan en el metabolismo de la misma manera que los isótopos estables de un elemento determinado. La toxicidad de los radionucleidos se debe a:

· tipo y energía de la radiación (la principal característica que determina la toxicidad),

· media vida;

· propiedades físicas y químicas de la sustancia en la que el radionucleido entró en el organismo;

· tipo de distribución entre tejidos y órganos;

· tasa de excreción del organismo.

Se introdujo el concepto de LET: transferencia de energía lineal (esta es la cantidad de energía (en keV) transferida por una partícula o un cuanto a una sustancia por unidad de trayectoria (en micrones)). LET: caracteriza la ionización específica y está asociada con la RBE (efectividad biológica relativa) de un tipo particular de radiación. (Esto se mencionó anteriormente en las conferencias)

Los radionucleidos con vidas medias muy cortas (fracciones de segundo) y muy largas (millones de años) no pueden crear una dosis eficaz en el cuerpo y, por tanto, causan grandes daños.

Los isótopos más peligrosos tienen una vida media que va desde varios días hasta varias décadas.

En orden descendente de peligro de radiación, los radionucleidos se dividen en 4 grupos de radiotoxicidad (según NRB - grupos de peligro de radiación).

Grupo de radiotoxicidad Radionúclido Concentración media anual permitida en agua, K u/l
A - radiotoxicidad especialmente alta (r/t) Pb-210, Po-210, Ra-226, Th-230, etc. 10 -8 - 10 -10
B - con alta radiotoxicidad J-131, Bi-210, U-235, Sr-90, etc. 10 -7 - 10 -9
A - radiotoxicidad media P-32, Co-60, Sr-89, Cs-137, etc. 10 -7 - 10 -8
A - radiotoxicidad más baja C-14, Hg-197, H-3 (tritio), etc. 10 -7 - 10 -6

NRB: establecer la concentración permisible de todos los radionucleidos en el aire del área de trabajo, la atmósfera, el agua, la entrada anual al cuerpo a través de los órganos respiratorios, a través de los órganos digestivos y el contenido en un órgano crítico.

27. Recepción, distribución, acumulación de sustancias radiactivas en tejidos y órganos y su eliminación del cuerpo de los animales.

Los radionucleidos pueden ingresar al cuerpo de los animales:

· aerosol - a través de los pulmones al inhalar aire contaminado;

· oralmente - a través del tracto digestivo con comida y agua (la ruta principal);

· resortivo - a través de mucosas, piel y heridas.

El efecto biológico de los radionucleidos durante la ingesta interna depende del estado de agregación de la sustancia. El mayor efecto lo ejercen las sustancias radiactivas en forma de gas y compuestos solubles en agua. Se absorben intensamente y en grandes cantidades en la sangre, distribuyéndose rápidamente por todo el cuerpo o concentrándose en los órganos correspondientes. Las partículas radiactivas insolubles pueden permanecer durante mucho tiempo en las membranas mucosas de los pulmones y el tracto gastrointestinal, causando daños por radiación local.

Los aerosoles P/activos de menos de 0,5 micrones de tamaño que ingresan a los pulmones se eliminan casi por completo al exhalar, las partículas de 0,5 a 1 micrones se retienen en un 90%, las partículas de polvo de más de 5 micrones se registran hasta en un 20%. Las partículas más grandes, que se depositan en el tracto respiratorio superior, se expectoran y entran al estómago. La mayoría de los β-nucleidos retenidos en los pulmones se absorben rápidamente en la sangre y algunos permanecen en los pulmones durante mucho tiempo.

La cantidad relativa de absorción de radioisótopos por parte del cuerpo depende de su relación con el portador. Portador de isótopos es un isótopo no radiactivo de este elemento (por ejemplo, J-125 para J-131). Portador no isotópico - otro elemento es un análogo químico de un isótopo radiactivo (Ca para Sr-90, K para Cs-137).

La absorción y deposición de un radionúclido en los tejidos es directamente proporcional a su relación con el portador.

Siendo la principal vía de entrada de sustancias radiactivas al organismo a través del tracto gastrointestinal, la resorción (absorción) de algunos radionucleidos oscila entre el 100 y el 0,01% (Cs, J - 100%, Sr - del 9 al 60%, Cj - 30%, Po - 6%, U-3%, Pu-0,01%).

La distribución de radionucleidos en el cuerpo puede ser similar a la de los isótopos estables de estos elementos (por ejemplo, el calcio va al sistema esquelético, el yodo a la glándula tiroides) o uniforme en todo el cuerpo.

Se distinguen los siguientes tipos de distribución de elementos radiactivos:

uniforme(H, Cs, Rb, K, etc.) - hepático (Cerio, Pu, Th, Mg, etc.)

esquelético (osteotrópico)(Ca, Sr, Ra, etc.) renal (Bi, Sbantimony, U, Asarsénico)

estimulante de la tiroides(J, Br bromo).

El órgano en el que se produce la concentración selectiva del radionúclido y como resultado del cual está expuesto a la mayor radiación y daño) se llama crítico.

Los pulmones y el tracto gastrointestinal son órganos críticos cuando a través de ellos ingresan compuestos radionucleidos insolubles. Para el yodo, el órgano crítico es siempre la glándula tiroides, para el estroncio, el calcio y el radio, siempre los huesos.

El sistema hematopoyético y las gónadas, como sistemas más vulnerables incluso con dosis bajas de radiación, son órganos críticos para todos los radionucleidos.

Los tipos de distribución de radionucleidos en el cuerpo son los mismos para todas las especies de mamíferos (incluido el hombre).

Los animales jóvenes se caracterizan por una absorción y deposición más intensa de radionucleidos en los tejidos. En las mujeres embarazadas, los isótopos radiactivos atraviesan la placenta y se depositan en los tejidos del feto.

Los isótopos radiactivos (así como los estables) se excretan como resultado del intercambio del cuerpo con heces, orina, leche, huevos y otras vías.

Vida media biológica(Tb) es el tiempo durante el cual la mitad de la cantidad entrante de un elemento se excreta del cuerpo. Pero la pérdida de isótopos en el cuerpo se acelera debido a la desintegración radiactiva (caracterizada por T 1/2).

Se expresa la pérdida real de radionucleidos del organismo. vida media efectiva , (tef ).

Tef = (T b ·T 1/2)/(T b +T 1/2)

calculemos para Сs-137(T b = 0,25 años, T 1/2 = 30 años. T eff = (0,25*30)/(0,25+ 30) = 0,24 años (90 días)

Los radionucleidos con teff corto (Cs-137, Y-90itrio, Ba-140, etc.), cuando se introducen en el cuerpo una vez o durante un período breve con casi la misma dosis, pueden provocar un curso agudo o crónico de enfermedad por radiación, después en el que se produce una rápida normalización del cuadro sanguíneo y del estado general del animal.

En las mismas condiciones de exposición a radionucleidos con alto contenido de Teff (Sr-90, Ra-226 Pu-239, etc.), existe una diferencia significativa en las dosis que provocan el curso agudo o crónico de la enfermedad. El período de recuperación de la enfermedad es muy largo, a menudo surgen tumores malignos, la trombocitopenia, la anemia, la infertilidad y otros trastornos persisten durante muchos años.

En los animales destinados al sacrificio para obtener carne, es posible que estos efectos no tengan tiempo de manifestarse, pero en el ganado reproductor y lechero el peligro de que ocurran es bastante real.

Los animales de la cadena alimentaria humana sirven como una especie de filtro para los radionucleidos y reducen su entrada al cuerpo humano con los alimentos.

28. Toxicología del isótopo biológicamente activo J-131.

Según el libro de texto

29. Toxicología del isótopo biológicamente activo Cs-137.

Según el libro de texto

30. Toxicología del isótopo biológicamente activo Sr-90.

Según el libro de texto

31. Ideas modernas sobre el mecanismo de acción biológica de las radiaciones ionizantes.

1 Ideas modernas sobre el mecanismo de acción biológica de i.i.

Cuando las partículas alfa, beta, la radiación gamma y de rayos X y los neutrones interactúan con el tejido corporal, pasan secuencialmente las siguientes etapas:

-Interacción eléctrica radiación penetrante con átomos (tiempo - billonésimas de segundo) - separación de electrones - ionización del medio (este es un proceso de transferencia de energía, aunque en pequeñas cantidades, pero muy eficaz).

-Cambios fisicoquímicos (millonésimas de segundo), los iones resultantes participan en una compleja cadena de reacciones, formando productos de alta actividad química: óxido hidratado HO 2, peróxido de hidrógeno H 2 O 2, etc., así como radicales libres H, OH (tejidos (60-70 % consiste en agua en masa). En una molécula de agua, la proporción de H a O es 2:16 o 1:8 (por uma). Por lo tanto, de 50 kg de agua en una persona estándar que pesa 70 kg, aproximadamente 40 kg son oxígeno.

-Cambios químicos. Durante las siguientes millonésimas de segundo, los radicales libres reaccionan entre sí y con moléculas de proteínas, enzimas, etc. a través de una cadena de reacciones oxidativas (aún no completamente comprendidas), provocando modificaciones químicas de moléculas biológicamente importantes.

-Efectos biológicos - Se alteran los procesos metabólicos, se suprime la actividad de los sistemas enzimáticos, se altera la síntesis de ADN y de proteínas, se forman toxinas, se producen procesos fisiológicos tempranos (inhibición de la división celular, formación de mutaciones, cambios degenerativos). La muerte celular es posible en unos pocos segundos o cambios posteriores en ella, que pueden provocar cáncer (tal vez en 2 o 3 décadas).

En última instancia, se alteran las funciones vitales de funciones o sistemas individuales y del organismo en su conjunto.

El resultado del efecto biológico de la radiación es, por regla general, una alteración de los procesos bioquímicos normales, seguido de cambios funcionales y morfológicos en las células y tejidos del animal.

El mecanismo de acción biológica es complejo y no se comprende completamente; existen varias hipótesis y teorías (London, Timofeev-Resovsky, Tarusev, Kudryashev, Kuzin, Gorizontov, etc.).

Tener lugar:

La teoría de la acción directa e indirecta de las radiaciones ionizantes, manifestada en el efecto de dilución y el efecto del oxígeno,

Teoría del objetivo o aciertos,

Hipótesis estocástica (probabilística),

Teoría de las radiotoxinas lipídicas (primarias) y reacciones en cadena.

Teoría estructural-metabólica (Kuzin),

La hipótesis de un fondo endógeno de mayor radiorresistencia y el concepto inmunobiológico.

Todas las teorías explican sólo ciertos aspectos (particulares) del mecanismo de la acción biológica primaria de la radiación ionizante y no están completamente confirmadas experimentalmente en animales de sangre caliente.

La etapa considerada se define como primario (inmediato) el efecto de la radiación sobre los procesos, funciones y estructuras bioquímicas de órganos y tejidos.

Segunda fase- acción indirecta , es causada por cambios neurogénicos y humorales que ocurren en el cuerpo bajo la influencia de la radiación.

(Dos formas de regulación en el cuerpo: nerviosa y humoral (interacción a través de medios internos líquidos: sangre, líquido tisular, etc.) - vínculos de una única regulación neurohumoral de funciones).

El efecto humoral o indirecto de la radiación se produce a través de sustancias tóxicas (radiotoxinas) que se forman en el cuerpo durante la enfermedad por radiación (se desarrollan los principales síndromes de lesión por radiación: alteraciones sanguíneas, vómitos, etc.).

32. El efecto de las radiaciones ionizantes sobre la célula.