1. Rayonnements ionisants
2. Méthodes de détection et de mesure
3. Unités de mesure
4. Unités de radioactivité
5. Unités de rayonnement ionisant
6. Valeurs dosimétriques
7. Dispositifs de reconnaissance radiologique et de surveillance dosimétrique
8. Dosimètres domestiques
9. Radiophobie

Rayonnement ionisant

Rayonnement ionisant - il s'agit de tout rayonnement dont l'interaction avec l'environnement conduit à la formation de charges électriques de signes différents.
Lors d'une explosion nucléaire, d'accidents dans des centrales nucléaires et d'autres transformations nucléaires, des rayonnements non visibles ou perceptibles par l'homme apparaissent et agissent. De par sa nature, le rayonnement nucléaire peut être électromagnétique, comme le rayonnement gamma, ou il peut s'agir d'un flux de particules élémentaires se déplaçant rapidement - neutrons, protons, particules bêta et alpha. Tout rayonnement nucléaire, interagissant avec divers matériaux, ionise leurs atomes et molécules. L'ionisation du milieu est d'autant plus forte que le débit de dose des rayonnements pénétrants ou la radioactivité des rayonnements et leur exposition prolongée sont importants.

L’effet des rayonnements ionisants sur les humains et les animaux est la destruction des cellules vivantes du corps, ce qui peut entraîner divers degrés de maladie et, dans certains cas, la mort. Pour évaluer l’impact des rayonnements ionisants sur les humains (animaux), deux caractéristiques principales doivent être prises en compte : les capacités ionisantes et pénétrantes. Examinons ces deux capacités pour les rayonnements alpha, bêta, gamma et neutronique. Le rayonnement alpha est un flux de noyaux d'hélium portant deux charges positives. La capacité ionisante du rayonnement alpha dans l'air se caractérise par la formation d'une moyenne de 30 000 paires d'ions par 1 cm de déplacement. C'est beaucoup. C'est le principal danger de ces radiations. Au contraire, la capacité de pénétration n’est pas très grande. Dans l’air, les particules alpha ne parcourent que 10 cm et sont arrêtées par une simple feuille de papier.

Le rayonnement bêta est un flux d'électrons ou de positrons à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. La capacité ionisante est faible et s'élève à 40 à 150 paires d'ions par 1 cm de déplacement dans l'air. Le pouvoir pénétrant est bien supérieur à celui du rayonnement alpha, atteignant 20 cm dans l’air.

Le rayonnement gamma est un rayonnement électromagnétique qui se propage à la vitesse de la lumière. La capacité ionisante de l’air n’est que de quelques paires d’ions par 1 cm de trajet. Mais le pouvoir de pénétration est très élevé - 50 à 100 fois supérieur à celui du rayonnement bêta et s'élève à des centaines de mètres dans l'air.
Le rayonnement neutronique est un flux de particules neutres volant à une vitesse de 20 à 40 000 km/s. La capacité ionisante est de plusieurs milliers de paires d'ions pour 1 cm de trajet. Le pouvoir de pénétration est extrêmement élevé et atteint plusieurs kilomètres dans les airs.
Compte tenu de la capacité ionisante et pénétrante, nous pouvons tirer une conclusion. Le rayonnement alpha a une capacité ionisante élevée et une faible capacité de pénétration. Les vêtements ordinaires protègent complètement une personne. Le plus dangereux est l'entrée de particules alpha dans l'organisme avec l'air, l'eau et la nourriture. Le rayonnement bêta a moins de pouvoir ionisant que le rayonnement alpha, mais un plus grand pouvoir de pénétration. Les vêtements ne peuvent plus offrir une protection complète, il faut utiliser n’importe quel type de couverture. Ce sera beaucoup plus fiable. Les rayonnements gamma et neutroniques ont une capacité de pénétration très élevée ; la protection contre eux ne peut être assurée que par des abris, des abris anti-radiations, des sous-sols et des caves fiables.

Méthodes de détection et de mesure

À la suite de l'interaction du rayonnement radioactif avec l'environnement extérieur, il se produit une ionisation et une excitation de ses atomes et molécules neutres. Ces processus modifient les propriétés physico-chimiques du milieu irradié. Partant de ces phénomènes, des méthodes d'ionisation, chimiques et de scintillation sont utilisées pour enregistrer et mesurer les rayonnements ionisants.

Méthode d'ionisation. Son essence réside dans le fait que sous l'influence d'un rayonnement ionisant dans un milieu (volume de gaz), une ionisation des molécules se produit, ce qui entraîne une augmentation de la conductivité électrique de ce milieu. Si deux électrodes y sont placées, auxquelles une tension constante est appliquée, alors un mouvement dirigé des ions se produit entre les électrodes, c'est-à-dire Un courant dit d'ionisation le traverse, qui peut être facilement mesuré. De tels appareils sont appelés détecteurs de rayonnement. Des chambres d'ionisation et des compteurs de décharges gazeuses de différents types sont utilisés comme détecteurs dans les instruments dosimétriques.
La méthode d'ionisation constitue la base du fonctionnement d'instruments dosimétriques tels que DP-5A (B,V), DP-22V et ID-1.

Méthode chimique. Son essence réside dans le fait que les molécules de certaines substances, suite à une exposition aux rayonnements ionisants, se désintègrent pour former de nouveaux composés chimiques. La quantité de produits chimiques nouvellement formés peut être déterminée de différentes manières. La méthode la plus pratique pour cela repose sur une modification de la densité de couleur du réactif avec lequel le composé chimique nouvellement formé réagit. Le principe de fonctionnement du dosimètre chimique DP-70 MP pour les rayonnements gamma et neutroniques est basé sur cette méthode.

Méthode de scintillation. Cette méthode est basée sur le fait que certaines substances (sulfure de zinc, iodure de sodium, tungstate de calcium) brillent lorsqu'elles sont exposées à des rayonnements ionisants. L'apparition de la lueur est une conséquence de l'excitation des atomes sous l'influence d'un rayonnement : en revenant à l'état fondamental, les atomes émettent des photons de lumière visible de luminosité variable (scintillation). Les photons de lumière visible sont capturés par un dispositif spécial - le tube dit photomultiplicateur, capable de détecter chaque éclair. Le fonctionnement du doseur individuel ID-11 est basé sur la méthode de scintillation pour la détection des rayonnements ionisants.

unités de mesure

À mesure que les scientifiques ont découvert la radioactivité et les rayonnements ionisants, leurs unités de mesure ont commencé à apparaître. Par exemple : radiographie, curie. Mais ils n’étaient reliés par aucun système et sont donc appelés unités non systémiques. Partout dans le monde, il existe désormais un système de mesure unifié - SI (International System). Dans notre pays, elle est soumise à une application obligatoire à partir du 1er janvier 1982. Au 1er janvier 1990, cette transition devait être achevée. Mais en raison de difficultés économiques et autres, le processus est retardé. Cependant, tous les nouveaux équipements, y compris les équipements dosimétriques, sont généralement calibrés dans de nouvelles unités.

Unités de radioactivité

L'unité d'activité est une transformation nucléaire par seconde. À des fins de réduction, un terme plus simple est utilisé : une désintégration par seconde (désintégration/s). Dans le système SI, cette unité est appelée le becquerel (Bq). Dans la pratique de la surveillance radiologique, y compris à Tchernobyl, jusqu'à récemment, une unité d'activité hors système - le curie (Ci) - était largement utilisée. Un curie équivaut à 3,7 * 1010 transformations nucléaires par seconde. La concentration d'une substance radioactive est généralement caractérisée par la concentration de son activité. Elle est exprimée en unités d'activité par unité de masse : Ci/t, mCi/g, kBq/kg, etc. (activité spécifique). Par unité de volume : Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3. et ainsi de suite. (concentration volumique) ou par unité de surface : Ci/km3, mCi/s m2. , PBq/m2. et ainsi de suite.

Unités de rayonnement ionisant

Pour mesurer les grandeurs caractérisant les rayonnements ionisants, l'unité « roentgen » fut historiquement la première à apparaître. Il s'agit d'une mesure de la dose d'exposition aux rayons X ou aux rayonnements gamma. Plus tard, « rad » a été ajouté pour mesurer la dose de rayonnement absorbée.

Dose de rayonnement(dose absorbée) - l'énergie du rayonnement radioactif absorbée par une unité de substance irradiée ou par une personne. À mesure que la durée d'irradiation augmente, la dose augmente. Dans les mêmes conditions d’irradiation, cela dépend de la composition de la substance. La dose absorbée perturbe les processus physiologiques du corps et conduit dans certains cas à un mal des rayons de gravité variable. En tant qu'unité de dose de rayonnement absorbée, le système SI fournit une unité spéciale : le gray (Gy). 1 gray est une unité de dose absorbée à laquelle 1 kg. La substance irradiée absorbe une énergie de 1 joule (J). Donc 1 Gy = 1 J/kg.
La dose de rayonnement absorbée est une grandeur physique qui détermine le degré d’exposition aux rayonnements.

Débit de dose(débit de dose absorbé) - incrément de dose par unité de temps. Elle est caractérisée par le taux d’accumulation de la dose et peut augmenter ou diminuer avec le temps. Son unité dans le système C est le gris par seconde. Il s'agit du débit de dose de rayonnement absorbé en 1 s. une dose de rayonnement de 1 Gy est créée dans la substance. En pratique, pour estimer la dose de rayonnement absorbée, une unité hors système de débit de dose absorbée est encore largement utilisée : rad par heure (rad/h) ou rad par seconde (rad/s).

Dose équivalente. Ce concept a été introduit pour rendre compte quantitativement des effets biologiques néfastes de divers types de rayonnements. Il est déterminé par la formule Deq = Q*D, où D est la dose absorbée d'un type de rayonnement donné, Q est le facteur de qualité du rayonnement qui, pour divers types de rayonnements ionisants avec une composition spectrale inconnue, est accepté pour les rayons X. et rayonnement gamma-1, pour rayonnement bêta-1, pour neutrons d'énergie de 0,1 à 10 MeV-10, pour rayonnement alpha d'énergie inférieure à 10 MeV-20. Il ressort clairement des chiffres donnés qu'avec la même dose absorbée, les neutrons et les rayonnements alpha provoquent respectivement des effets néfastes 10 et 20 fois plus importants. Dans le système SI, la dose équivalente est mesurée en sieverts (Sv). Un sievert est égal à un gris divisé par le facteur de qualité. Pour Q = 1 on obtient

1Sv = 1 Gy = 1 J/k= 100 rads= 100 rem.
QQQ

Le rem (équivalent biologique d'un rayon X) est une unité non systémique de dose équivalente, c'est-à-dire une dose absorbée de tout rayonnement qui provoque le même effet biologique qu'un rayon X de rayonnement gamma. Puisque le facteur de qualité bêta et le rayonnement gamma est égal à 1, alors au sol, contaminé par des substances radioactives sous irradiation externe de 1 Sv = 1 Gy ; 1 rem = 1 rad ; 1 rad » 1 R.
Nous pouvons en conclure que les doses équivalentes, absorbées et d'exposition pour les personnes portant un équipement de protection dans une zone contaminée sont presque égales.

Débit de dose équivalent- le rapport de l'incrément de la dose équivalente sur un certain intervalle de temps. Exprimé en sieverts par seconde. Étant donné que le temps pendant lequel une personne reste dans le champ de rayonnement à des niveaux acceptables est généralement mesuré en heures, il est préférable d'exprimer le débit de dose équivalent en microsieverts par heure.
Selon la conclusion de la Commission internationale de protection contre les radiations, des effets nocifs chez l'homme peuvent survenir à des doses équivalentes d'au moins 1,5 Sv/an (150 rem/an), et en cas d'exposition à court terme - à des doses supérieures à 0,5 Sv ( 50 rem). Lorsque l’exposition aux radiations dépasse un certain seuil, le mal des radiations survient.
Le débit de dose équivalent généré par les rayonnements naturels (origine terrestre et cosmique) varie de 1,5 à 2 mSv/an et celui des sources artificielles (médicaments, retombées radioactives) de 0,3 à 0,5 mSv/an. Il s'avère donc qu'une personne reçoit de 2 à 3 mSv par an. Ces chiffres sont approximatifs et dépendent de conditions spécifiques. Selon d'autres sources, ils sont plus élevés et atteignent 5 mSv/an.

Dose d'exposition- une mesure de l'effet ionisant du rayonnement photonique, déterminé par l'ionisation de l'air dans des conditions d'équilibre électronique.
L'unité SI de dose d'exposition est un coulomb par kilogramme (C/kg). L'unité extrasystémique est le roentgen (R), 1R - 2,58*10-4 C/kg. À son tour, 1 C/kg » 3,876 * 103 R. Pour plus de commodité dans le travail, lors du recalcul des valeurs numériques de la dose d'exposition d'un système d'unités à un autre, les tableaux disponibles dans la littérature de référence sont généralement utilisés.

Débit de dose d'exposition- incrément de dose d'exposition par unité de temps. Son unité SI est l'ampère par kilogramme (A/kg). Cependant, pendant la période de transition, vous pouvez utiliser une unité non systémique : les roentgens par seconde (R/s).

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

Il faut rappeler qu'après le 1er janvier 1990, il n'est plus du tout recommandé d'utiliser la notion de dose d'exposition et de sa puissance. Par conséquent, pendant la période de transition, ces valeurs doivent être indiquées non pas en unités SI (C/kg, A/kg), mais en unités non systémiques - roentgens et roentgens par seconde.

Appareils de reconnaissance radiologique et de surveillance dosimétrique

Les instruments conçus pour détecter et mesurer les rayonnements radioactifs sont appelés instruments dosimétriques. Leurs principaux éléments sont un dispositif de détection, un amplificateur de courant d'ionisation, un appareil de mesure, un convertisseur de tension et une source de courant.

Comment sont classés les appareils dosimétriques ?

Premier groupe- Ce sont des radiomètres à rayons X. Ils déterminent les niveaux de rayonnement dans la zone et la contamination de divers objets et surfaces. Cela inclut le débitmètre de dose DP-5V (A, B) - le modèle de base. Cet appareil est remplacé par IMD-5.

Deuxième groupe. Dosimètres pour déterminer les doses de rayonnement individuelles. Ce groupe comprend : le dosimètre DP-70MP, un ensemble de dosimètres individuels ID-11.

Troisième groupe. Instruments dosimétriques domestiques. Ils permettent à la population de s'orienter sur la situation radiologique de la zone et d'avoir une idée de la contamination de divers objets, de l'eau et des aliments.

Débitmètre de dose DP-5V conçu pour mesurer les niveaux de rayonnement gamma et de contamination radioactive (contamination) de divers objets (objets) par rayonnement gamma. Le débit de dose d'exposition au rayonnement gamma est déterminé en milliroentgens ou roentgens par heure (mR/h, R/h). Cet appareil peut également détecter une contamination bêta. La plage de mesure du rayonnement gamma va de 0,05 mR/h à 200 R/h. Il existe à cet effet six sous-gammes de mesure. Les lectures sont prises le long de la flèche de l'appareil. De plus, une indication sonore est installée, qui peut être entendue à l'aide d'un casque. Lorsque la radioactivité de contamination est détectée, la flèche dévie et des clics se font entendre dans les téléphones, et leur fréquence augmente avec l'augmentation de la puissance du rayonnement gamma.

L'alimentation est fournie par deux éléments de type 1,6 PMC. Le poids de l'appareil est de 3,2 kg. La procédure de préparation de l'appareil au fonctionnement et de son utilisation est décrite dans les instructions ci-jointes.
La procédure de mesure des niveaux de rayonnement est la suivante. L'écran de la sonde est placé en position « G » (rayonnement gamma). Étendez ensuite votre main avec la sonde sur le côté et tenez-la à une hauteur de 0,7 à 1 m du sol. Assurez-vous que les butées de la sonde sont orientées vers le bas. Vous ne pouvez pas retirer la sonde ni la prendre en main, mais la laisser dans le boîtier de l'appareil, mais les lectures doivent ensuite être multipliées par le coefficient de protection corporelle égal à 1,2.
Le degré de radioactivité des objets contaminés est mesuré, en règle générale, dans des zones non contaminées ou dans des endroits où le fond gamma externe ne dépasse pas de plus de trois fois la contamination maximale admissible d'un objet.

Le fond gamma est mesuré à une distance de 15 à 20 m d'objets contaminés, de la même manière que pour mesurer les niveaux de rayonnement au sol.

Pour mesurer la contamination des surfaces par rayonnement gamma, l’écran de la sonde est placé en position « G ». Ensuite, la sonde est réalisée presque près de l'objet (à une distance de 1 à 1,5 cm). L'emplacement de la plus grande infection est déterminé par la déviation de la flèche et le nombre maximum de clics dans les écouteurs.

Débitmètre de dose IMD-5 remplit les mêmes fonctions et dans la même gamme. En apparence, en boutons de commande et en procédures de fonctionnement, il n'est pratiquement pas différent du DP-5V. Il a ses propres caractéristiques de conception. Par exemple, l'alimentation est fournie par deux éléments A-343, qui assurent un fonctionnement continu pendant 100 heures.

Débitmètre de dose IMD-22 présente deux particularités. D'une part, il peut mesurer la dose absorbée non seulement du rayonnement gamma, mais également du rayonnement neutronique, et d'autre part, il peut être utilisé aussi bien sur des véhicules mobiles que sur des objets fixes (points de contrôle, structures de protection). Par conséquent, il peut être alimenté à partir du réseau de bord d'une voiture, d'un véhicule blindé de transport de troupes ou de celui habituel, utilisé pour l'éclairage, à 220 V. La plage de mesure pour les véhicules de reconnaissance va de 1 x 10-2 à 1 x 104 rad/h, pour points de contrôle fixes - de 1 à 1 x 104 rad/h.

Dosimètre DP-70MP conçu pour mesurer la dose d'irradiation gamma et neutronique dans la plage de 50 à 800 R. Il s'agit d'une ampoule en verre contenant une solution incolore. L'ampoule est placée dans un étui en plastique (DP-70MP) ou en métal (DP-70M). Le boîtier est fermé par un couvercle, à l'intérieur duquel se trouve un étalon de couleur correspondant à la couleur de la solution à une dose d'irradiation de 100 R (rad). Le fait est que lorsque la solution est irradiée, elle change de couleur. Cette propriété constitue la base du fonctionnement d'un dosimètre chimique. Il permet de déterminer les doses pour une irradiation unique ou multiple. Le dosimètre pèse 46 g et se transporte dans la poche d'un vêtement. Afin de déterminer la dose de rayonnement reçue, l'ampoule est retirée du boîtier et insérée dans le corps du colorimètre. En faisant tourner le disque avec les filtres, ils recherchent une correspondance entre la couleur de l'ampoule et la couleur du filtre sur lequel est inscrite la dose de rayonnement. Si l'intensité de la couleur de l'ampoule (dosimètre) est intermédiaire entre deux filtres adjacents, alors la dose est déterminée comme la valeur moyenne des doses indiquées sur ces filtres.

Ensemble de dosimètres individuels ID-11 Conçu pour la surveillance individuelle de l'exposition des personnes à des fins de diagnostic primaire des radiolésions. Le kit comprend 500 dosimètres individuels ID-11 et un appareil de mesure. ID-11 permet de mesurer la dose absorbée de rayonnement gamma et mixte de neutrons gamma dans la plage de 10 à 500 rad (roentgen). En cas d'irradiation répétée, les doses sont additionnées et conservées par l'appareil pendant 12 mois. Le poids de l'ID-11 n'est que de 25 g et se transporte dans la poche d'un vêtement.
L'appareil de mesure est conçu pour pouvoir fonctionner sur le terrain et dans des conditions stationnaires. Pratique à utiliser. Dispose d'un rapport de lecture numérique sur le panneau avant.
Pour préserver la vie et la santé des personnes, le contrôle de l'exposition radioactive est organisé. Cela peut être individuel ou en groupe. Avec la méthode individuelle, les dosimètres sont délivrés à chaque personne - ils sont généralement reçus par les commandants de formation, les officiers de reconnaissance, les conducteurs de voitures et d'autres personnes effectuant des tâches séparément de leurs unités principales.

La méthode de contrôle de groupe est utilisée pour le reste du personnel des formations et de la population. Dans ce cas, des dosimètres individuels sont délivrés à un ou deux membres de l'unité, du groupe, de l'équipe ou au commandant du refuge, senior du refuge. La dose enregistrée est comptée comme une dose individuelle pour chaque personne et est enregistrée dans le journal de bord.

Dosimètres domestiques

À la suite de l’accident de Tchernobyl, des radionucléides sont tombés sur une vaste zone. Pour résoudre le problème de sensibilisation du public, la Commission nationale de radioprotection (NCRP) a développé le « Concept pour la création et l'exploitation d'un système de surveillance des rayonnements réalisé par la population ». Conformément à celui-ci, les personnes devraient être en mesure d'évaluer de manière indépendante la situation radiologique sur leur lieu de résidence ou leur emplacement, y compris l'évaluation de la contamination radioactive des denrées alimentaires et des aliments pour animaux.

À cette fin, l'industrie produit des instruments simples, portables et bon marché - des indicateurs qui fournissent, au minimum, une évaluation du débit de dose de rayonnement externe à partir des valeurs de fond et une indication du niveau de débit de dose de rayonnement gamma admissible.
De nombreux instruments utilisés par la population (thermomètres, baromètres, testeurs) mesurent des microquantités (température, pression, tension, courant). Les instruments dosimétriques enregistrent les microquantités, c'est-à-dire les processus qui se produisent au niveau nucléaire (le nombre de désintégrations nucléaires, les flux de particules individuelles et les quanta). Par conséquent, pour beaucoup, les unités mêmes de mesure avec lesquelles ils

entrer en collision. De plus, des mesures uniques ne fournissent pas de lectures précises. Il est nécessaire de prendre plusieurs mesures et de déterminer la valeur moyenne. Ensuite, toutes les valeurs mesurées doivent être comparées aux normes afin de déterminer correctement le résultat et la probabilité d'impact sur le corps humain. Tout cela rend le travail avec les dosimètres domestiques quelque peu spécifique. Un autre aspect qui doit être mentionné. Pour une raison quelconque, j'ai eu l'impression que dans tous les pays, les dosimètres sont produits en grande quantité, vendus librement et que la population les achète volontiers. Rien de tel. En effet, il existe des entreprises qui produisent et vendent de tels appareils. Mais ils ne sont pas bon marché du tout. Par exemple, aux États-Unis, les dosimètres coûtent entre 125 et 140 dollars, en France, où il y a plus de centrales nucléaires que nous, les dosimètres ne sont pas vendus au public. Mais là-bas, comme le disent les dirigeants, un tel besoin n’est pas nécessaire.
Nos appareils dosimétriques domestiques sont véritablement accessibles à la population et, en termes de performances, de haut niveau, de qualité et de conception, ils sont supérieurs à de nombreux appareils étrangers. En voici quelques-uns : « Bella », RKSB-104, Master-1, « Bereg », SIM-05, IRD-02B

Radiophobie

À la suite de l'accident survenu à la centrale nucléaire de Tchernobyl, les gens ont été confrontés à un phénomène inhabituel et dans de nombreux cas incompréhensible : les radiations. Vous ne pouvez pas le détecter avec vos sens, vous ne pouvez pas le sentir au moment de l'exposition (irradiation), vous ne pouvez pas le voir. Par conséquent, toutes sortes de rumeurs, d’exagérations et de distorsions ont surgi. Cela a obligé certains à endurer un stress psychologique énorme, dû principalement à une mauvaise connaissance des propriétés des rayonnements, des moyens et des méthodes de protection contre ceux-ci.
Voici, par exemple, ce qui s'est passé fin 1990 à Nadym subpolaire, dans la maison 13 de la rue Molodezhnaya. Quelqu'un, muni d'un dosimètre, par curiosité, a commencé à mesurer les niveaux de rayonnement et a établi qu'il était censé être le double du niveau normal. Comment il l'a mesuré, à quelles normes il l'a comparé, Dieu seul le sait, mais beaucoup ont perçu la conversation sur « l'infestation » de la maison comme un fait fiable. Les gens ont été alarmés et se sont précipités pour fuir leurs appartements. Où? Pour quoi? Comment appeler tout cela ?

Un autre exemple. Début mars 1989, à Nakhodka, une séance du conseil municipal a soutenu la demande de la population de ne pas autoriser le nouveau navire nucléaire Severomorput à entrer dans le port de Vostochny. De tels actes ne peuvent être qualifiés d’autre chose que d’ignorance ordinaire. Ne sait-on pas qu’un grand nombre de navires dotés de centrales nucléaires sont en service dans le monde depuis longtemps et que personne, pas même les habitants de Mourmansk, où sont amarrés les brise-glaces nucléaires, ne proteste. Les équipages de ces navires ne souffrent pas du mal des rayons et ne les laissent pas paniquer. Pour eux, le mot « Radiation » est bien connu et compréhensible. Certaines personnes, ayant entendu le mot « Radiation », sont prêtes à s’enfuir n’importe où, mais à s’enfuir. Mais il n’est pas nécessaire de courir, ce n’est pas nécessaire. Le rayonnement naturel existe partout, comme l’oxygène dans l’air. Il ne faut pas avoir peur des radiations, mais il ne faut pas non plus les négliger. À petites doses, il est inoffensif et facilement toléré par les humains, mais à fortes doses, il peut être mortel. En même temps, il est temps de comprendre que les radiations ne sont pas une plaisanterie, elles se vengent des gens. Tout le monde doit savoir fermement qu'une personne naît et vit dans des conditions de rayonnement constant. Le rayonnement dit naturel se développe dans le monde, comprenant le rayonnement cosmique et le rayonnement des éléments radioactifs toujours présents dans la croûte terrestre. La dose totale de ces rayonnements, qui constituent le fond de rayonnement naturel, varie selon les zones dans des limites assez larges et est en moyenne de 100 à 200 mrem (1 à 2 mSv) par an, soit environ 8 à 20 μR/h.

Un rôle important est joué par les sources radioactives créées par l'homme, qui sont utilisées en médecine, dans la production d'énergie électrique et thermique, pour signaler les incendies et fabriquer des cadrans de montre lumineux, de nombreux instruments, la recherche de minéraux et dans les affaires militaires.
Les procédures médicales et les traitements impliquant l'utilisation de radioactivité sont les principaux contributeurs à la dose reçue par les humains à partir de sources artificielles. La radiothérapie est utilisée à la fois pour le diagnostic et le traitement. L'un des appareils les plus courants est un appareil à rayons X, et la radiothérapie est le principal moyen de lutter contre le cancer. Lorsque vous vous rendez à la clinique pour la salle de radiographie, vous n'êtes apparemment pas tout à fait conscient que vous-même, de votre plein gré, ou plutôt par nécessité, vous efforcez de recevoir un rayonnement supplémentaire. Si une fluorographie thoracique doit être réalisée, vous devez alors savoir et comprendre qu'une telle action entraînera une dose unique de 3,7 mSv (370 mrem). La radiographie de la dent donnera encore plus - 30 mSv (3 rem). Et si vous prévoyez une fluoroscopie de l'estomac, alors 300 mSv (30 rem) de rayonnement local vous attendent ici. Cependant, les gens le font eux-mêmes, personne ne les y oblige et il n’y a pas de panique à ce sujet. Pourquoi? Oui, car une telle irradiation vise en principe à guérir le patient. Ces doses sont très faibles et le corps humain parvient à guérir des dommages mineurs causés par les radiations en peu de temps et à restaurer son état d'origine.
Dans les institutions et entreprises médicales en Russie, il existe des centaines de milliers de sources radioactives de différentes capacités et objectifs. Plus de cinq mille entreprises, organisations et institutions utilisant des isotopes radioactifs sont enregistrées rien qu'à Saint-Pétersbourg et dans la région de Léningrad. Malheureusement, ils sont très mal stockés. Ainsi, dans une entreprise de Saint-Pétersbourg, un ouvrier a volé un composé luminescent qui émettait des radiations avec force et force et a peint ses pantoufles et les interrupteurs de ses chambres avec : qu'ils brillent dans le noir !
La misère de la connaissance qu'a l'homme de la nature dans laquelle il vit est frappante ; l'ignorance profonde est surprenante. Ce petit bonhomme ne se rend pas compte qu'il s'expose, lui et sa famille, à des radiations constantes, ce qui ne mènera à rien de bon.
Les montres à cadran lumineux constituent la source d’exposition la plus courante. Ils donnent une dose annuelle 4 fois supérieure à celle provoquée par les fuites dans les centrales nucléaires. Les téléviseurs couleur sont également des sources de rayons X. Si vous regardez des programmes quotidiennement pendant 3 heures pendant un an, cela entraînera une exposition supplémentaire à une dose de 0,001 mSv (0,1 mrem). Et si vous voyagez en avion, vous recevrez un rayonnement supplémentaire du fait que l'épaisseur protectrice de l'air diminue avec l'augmentation de l'altitude. L'homme devient plus ouvert aux rayons cosmiques. Donc en survolant une distance de 2400 km. - 10 μSv (0,01 mSv ou 1 mrem), lors d'un vol de Moscou à Khabarovsk, ce chiffre sera déjà de 40 à 50 μSv (4 à 5 mrem).
Ce que vous mangez, buvez, respirez – tout cela affecte également les doses que vous recevez de sources naturelles. Par exemple, en raison de l’ingestion de l’élément potassium-40, la radioactivité du corps humain augmente considérablement.
Les produits alimentaires fournissent également une charge de rayonnement supplémentaire. Les produits de boulangerie, par exemple, ont une radioactivité légèrement supérieure à celle du lait, de la crème sure, du beurre, du kéfir, des légumes et des fruits. Ainsi, l'apport d'éléments radioactifs à l'intérieur d'une personne est directement lié à l'ensemble des aliments qu'elle consomme.
Nous devons comprendre que les radiations nous entourent partout, que nous sommes nés, que nous vivons dans cet environnement et qu'il n'y a rien d'anormal ici.

La radiophobie est une maladie de notre ignorance. Seule la connaissance peut la guérir.

Ministère de l'Éducation de la Fédération de Russie

ÉTAT RUSSE

HYDROMÉOROLOGIQUE

UNIVERSITÉ

Département

physique expérimentale

atmosphère

TRAVAUX DE LABORATOIRE N°16

par discipline

« Méthodes et moyens de mesures hydrométéorologiques. »

MESURE DE LA RADIOACTIVITÉ

Direction - Hydrométéorologie

Spécialité - Météorologie

Saint-Pétersbourg

CDU 5

Travaux de laboratoire n°16. Mesure de la radioactivité. Dans la discipline « Méthodes et moyens de mesures hydrométéorologiques ». – Saint-Pétersbourg : RGGMU, 2004, 14 p.

La description des travaux de laboratoire contient des informations théoriques sur la question de la mesure de la radioactivité, ainsi qu'une liste des opérations pratiques réalisées par les étudiants. Une attention particulière est portée aux unités de mesure de la radioactivité. Le travail devient d'autant plus pertinent qu'il existe actuellement de nombreux sites contaminés sur le territoire de la Russie.

Ó Université hydrométéorologique d’État de Russie (RGHMU), 2004.

Unités de mesure de la radioactivité

Le rayonnement radioactif se produit lors de la désintégration des noyaux. Les rayonnements durs irradient les corps, provoquant des modifications de la substance qui les compose. Il existe donc plusieurs grandeurs décrivant le rayonnement radioactif. Certains d'entre eux concernent les matières radioactives elles-mêmes, d'autres décrivent les modifications de la substance irradiée. Listons-les.

1. Radioactivité(UN). Il s’agit du nombre de désintégrations nucléaires qui se produisent dans un échantillon de matière radioactive en une seconde. Bien entendu, la valeur de A dépend de la nature de la substance radioactive et de sa quantité. La radioactivité est mesurée en becquerels(Bq):

Il s'agit d'une unité SI. Mais il est trop petit pour une utilisation pratique. Il n'est utilisé que lorsque la radioactivité d'une substance est manifestement faible - par exemple, pour décrire la radioactivité d'aliments, d'eau ou de matériaux inactifs (sable, sol, etc.). Dans ce cas, le concept est utilisé Activité spécifique, mesuré en becquerels par kilogramme, ou activité volumétrique, mesuré en becquerels par litre. Pour décrire les substances radioactives, une autre unité est utilisée, appelée curie(Ki). Un curie est la radioactivité d'un gramme de radium. On sait qu’en une seconde, 3,7 × 1010 désintégrations nucléaires se produisent dans un gramme de radium. On peut donc établir la relation :

1 Ki = 3,7 1010 Bq

Lorsque la contamination radioactive d’une zone est étudiée, l’unité utilisée est le curie par kilomètre carré (Ci/km2).

2. Dose absorbée D. C'est le rapport de l'énergie (W) absorbée par le corps irradié à la masse de ce corps (m) :

Bien entendu, la dose absorbée se mesure en joules par kilogramme. Cette unité s'appelait gris(Gr.):

1 Gy = 1 J/kg

3. Dose d'exposition J. C'est le rapport de la charge (Q) formée dans l'air sec lors de l'irradiation à la masse d'air sec (m) :

La dose d'exposition est mesurée en coulombs par kilogramme, ou en roentgens (r) :

1 r = 2,58·10-4 C/kg

(Le multiple 10-4 apparaît lors de la conversion des unités de charge en SI et du volume d'air en masse).

La relation suivante peut être facilement établie :

1 r = 8,77·10-3 Gy

Les unités couramment utilisées sont le roentgen par heure (milliroentgen par heure, microroentgen par heure).

4. Débit de dose D·. Il s’agit du rapport entre la dose absorbée et le temps d’absorption (τ) :

Vous pouvez relier le débit de dose à la radioactivité :

où r est la distance entre la substance radioactive irradiante et le corps irradié, K – constante d'ionisation, coefficient caractérisant une substance radioactive. Présentons la valeur de K pour quelques isotopes.

K, j m2/kg

Lors de l’étude de la contamination radioactive d’une zone, selon la norme acceptée, les mesures sont effectuées à une hauteur de 1,5 m de la surface terrestre. Alors:

Mais le plus important reste l’effet des radiations sur le corps humain. Par conséquent, une autre cinquième unité a été introduite.

5. Dose équivalente De. Il s'agit de la dose absorbée multipliée par un coefficient (ke), dépendant du type de rayonnement. L'unité correspondante a été nommée siévert(Sv):

La valeur du coefficient ke est donnée dans le tableau 2.

Type de rayonnement	Rayonnement X, γ – rayons,	Neutrons rapides,

Comme le montre le tableau, les fragments de fission nucléaire sont les plus dangereux.

Pour décrire la radioactivité d'une zone, plusieurs unités sous-multiples sont utilisées - millisievert, microsievert (mSv, μSv) et pour déterminer le débit de dose - millisievert par heure, microsievert par heure (mSv/heure, μSv/heure). Vous pouvez facilement définir le rapport :

1 μR/heure = 100 μSv/heure,

1 mR/heure = 100 mSv/heure.

Examinons maintenant les normes existantes pour les unités de base de la radioactivité.

En ce qui concerne l'exposition radioactive, la population est divisée en trois groupes suivants.

1. Spécialistes - personnes travaillant avec des substances radioactives et soumises à une surveillance médicale fréquente.

2. Les personnes qui travaillent parfois avec des substances radioactives.

3. Le reste de la population.

Les normes pour ces populations sont différentes. Étant donné que le premier groupe subit des examens médicaux fréquents et que les médecins ont une attitude à leur égard alerte aux radiations, alors pour ce groupe, les normes sont les plus élevées. Pour le deuxième groupe, les normes adoptées sont dix fois inférieures, pour le troisième, cent fois inférieures à celles du premier. Le tableau 3 montre les normes pour ces trois groupes.

Groupe de population		D ▪, micro/heure	De, μSv/heure
Fond naturel

Ici dans le tableau. Le tableau 3 montre les valeurs du fond de rayonnement naturel. Cela peut varier selon les domaines. Par exemple, les roches (marbre, granit, etc.) contiennent des isotopes radioactifs, de sorte que le fond radioactif dans les zones rocheuses est légèrement augmenté, jusqu'à 0,3 - 0,4 μSv/heure. Ce n'est pas dangereux. Toutefois, si le débit de dose dépasse 0,60 μSv/heure (60 μR/heure), le météorologue observateur est tenu d'en informer les autorités.

La valeur approximative de l’activité spécifique des produits alimentaires est de Bq/kg. L'utilisation de produits alimentaires ayant une activité spécifique supérieure à 1 KBq/kg pour le rayonnement β et à 0,1 KBq/kg pour le rayonnement α n'est pas autorisée. Pour les matériaux de construction (sable, pierre concassée, etc.), les valeurs admissibles ne dépassent pas 4 kBq/kg.

Principe de fonctionnement d'un compteur Geiger

La partie principale du compteur est un tube à décharge de gaz contenant du gaz à pression réduite (Fig. 1.)

Lorsqu'une particule (neutron, particule α, etc.) pénètre dans le tube, une ionisation des molécules de gaz se produit. Les ions résultants volent vers les électrodes chargées du tube - anode (1) et cathode (2). Sur leur chemin, ils rencontrent d’autres molécules de gaz. Le libre parcours moyen (c'est-à-dire la distance entre les molécules) est tel que les ions ont le temps d'acquérir une vitesse suffisante pour ioniser la molécule qu'ils rencontrent. Ensuite, une nouvelle paire d'ions se forme, qui volent également vers les électrodes, ionisant d'autres molécules, etc. Un processus d'ionisation semblable à une avalanche de toutes les molécules de gaz dans le tube se produit. Le tube s'allume. La résistance du tube Rtr chute fortement. La présence d'une résistance d'amortissement R ~ 107 Ohm conduit au fait qu'à Rtr<

Le dosimètre DRGB-01 utilise un compteur numérique qui compte le nombre d'impulsions sur un certain intervalle de temps. Le nombre correspondant au nombre d'impulsions comptées est présenté sur l'indicateur numérique. Les paramètres de l'appareil sont choisis pour que ce nombre soit égal à l'activité mesurée en microsieverts par heure ou en kilobecquerels par kilogramme.

Procédure de fonctionnement de l'appareil DRGB-01

Le dosimètre DRGB-01 permet de mesurer les grandeurs suivantes.

1. La valeur du débit de dose équivalent de rayonnement γ (mode F), exprimé en μSv/heure. Ce mode suppose la possibilité de mesures simples et cycliques (périodiques) avec une période de 20 s.

2. La valeur de l'activité spécifique des objets, due à la présence dans ceux-ci de radionucléides émetteurs β et γ, exprimée en KBq/kg (mode A).

3. La valeur de la densité de flux surfacique des particules β, due à la contamination de toute surface par des radionucléides émetteurs β (mode B).

Dans ce travail, il est supposé que le dosimètre sera utilisé uniquement dans les deux premiers modes.

Le panneau avant du dosimètre est illustré à la Fig. 2.

La procédure pour travailler avec le dosimètre en modeF(mesure du débit de dose de rayonnement γ).

1. Sans retirer l'écran en plastique du capot arrière, orientez l'appareil en le tenant dans vos mains à une hauteur d'environ 1,5 m au-dessus de la zone de sol testée.

2. Allumez l'appareil en déplaçant l'interrupteur à l'extrême droite. Au même moment, la lettre « F » apparaît sur l'indicateur numérique (1) et les chiffres 0,00 commencent à apparaître ; puis 0,01 ; 0,02, etc.

3. Après 20 secondes, l'indicateur affichera la valeur mesurée du débit de dose en μSv/heure. Par exemple, une valeur F de 0,15 signifie 0,15 microsievert par heure (ou 15 microroentgen par heure).

4. Sans opérations supplémentaires, l'appareil passe en mode mode de mesure cyclique. Toutes les 20 secondes, une nouvelle valeur de débit de dose apparaît sur l'indicateur. Ce mode est pratique à utiliser pour des mesures continues, par exemple pour mesurer le débit de dose lors d'une marche le long d'un itinéraire. Si l'indicateur sonore est allumé en mode cyclique (le commutateur 4 est réglé à l'extrême droite), alors le signal sonore est entendu lorsque le débit de dose dépasse 0,60 μSv/heure (ou 60 μSv/heure).

5. S'il est souhaitable de basculer l'appareil sur un mode de mesure unique (comme cela est supposé dans ce travail), vous devez alors allumer l'appareil avec l'interrupteur (2), puis allumer l'alarme sonore avec l'interrupteur ( 4) et appuyez une fois sur le bouton (3). Les signes F 0,00 apparaissent sur l'affichage numérique ; puis F 0,01 ; F 0,02, etc. Après 20 secondes, un signal sonore indiquera la fin du processus de mesure et le chiffre qui apparaît sur l'indicateur indique la valeur du débit de dose équivalent en μSv/heure. Vous pouvez répéter les mesures dans un seul mode uniquement en éteignant d'abord l'appareil (l'interrupteur est réglé sur la position gauche), puis en le rallumant.

Procédure de fonctionnement du dosimètre en mode A(détermination de l'activité spécifique de l'eau, du sol, des aliments, etc.).

1. Prenez un pot domestique standard d'une capacité de 0,5 litre (verre ou polyéthylène), remplissez-le avec le produit à tester afin que la limite supérieure n'atteigne pas le bord du col du pot de 3 à 5 millimètres. L'échantillon est prêt pour les mesures.

2. Retirez l'appareil du pot à une distance d'au moins 1,5 mètre et mesurez le fond. Pour ce faire, allumez l'appareil en passant dans la bonne position, allumez l'alarme sonore avec l'interrupteur (4) et appuyez deux fois sur le bouton (3). Les signes R.00.0. apparaissent sur l'indicateur, puis la valeur sur l'indicateur augmente. Après 520 secondes (8 minutes 40 secondes), l'appareil émet un signal sonore et le point après le chiffre le plus à droite de l'indicateur disparaît. Ces chiffres ne peuvent pas être utilisés indépendamment et ne doivent pas être enregistrés dans le journal d’observation.

3. Remettez l'instrument à l'emplacement d'échantillonnage. Sans retirer l'écran, placez l'appareil sur le col du pot d'échantillon comme indiqué sur la Fig. 2. Appuyez une fois sur le bouton (3). Après 520 secondes, l'appareil émet un signal sonore et le point après le chiffre le plus à droite de l'indicateur disparaît. Ces chiffres sur l'indicateur sont une valeur approximative de l'activité spécifique du produit, exprimée en KBq/kg.

4. Pour déterminer avec précision l'activité spécifique du produit, la valeur extraite de l'indicateur doit être multipliée par un facteur de correction extrait du tableau 1 (voir annexe).

5. Une mesure répétée d'une activité spécifique ne peut être effectuée qu'après avoir éteint l'appareil et répété toutes les opérations des paragraphes 2 à 4.

Achèvement des travaux

1. Procurez-vous un dosimètre DRBG-01 auprès d’un assistant de laboratoire ou d’un enseignant. Allumez-le et mesurez le niveau de fond radioactif en laboratoire en mode F, en effectuant les opérations appropriées (voir ci-dessus). Cette valeur est-elle normale ?

2. Placez le dosimètre au-dessus d'une source de rayonnement radioactif de faible puissance à une hauteur de quelques centimètres. Pour assurer la sécurité de fonctionnement, la source est recouverte d'un couvercle et doit être située dans un écran métallique cylindrique. Retirez le couvercle métallique de la source et, en mode F, mesurez le niveau de rayonnement de la source à cette hauteur.

3. Placer un des échantillons de paraffine sur la source, après avoir préalablement enregistré son épaisseur h. Mesurez le niveau de rayonnement. Ensuite, répétez les mesures avec un autre échantillon plus épais. Faites un tableau de la dépendance du niveau de rayonnement sur l'épaisseur des échantillons de paraffine. Combinez les échantillons en les empilant les uns sur les autres et en déterminant l’épaisseur totale h. Tracez un graphique de la dépendance résultante De(h).

4. Mesurez la radioactivité spécifique de l'eau du robinet, pour laquelle préparez un échantillon en remplissant un bocal en verre avec de l'eau du robinet. Enregistrez la valeur obtenue et déterminez l'activité spécifique A en kilobecquerels par kilogramme à l'aide du facteur de correction (voir annexe).

5. Mesurer l'activité spécifique du granit concassé à l'aide d'un échantillon prêt à l'emploi disponible en laboratoire. Enregistrez la valeur obtenue et déterminez l'activité spécifique A en kilobecquerels par kilogramme à l'aide du facteur de correction (voir annexe). Comparez-le avec l’activité de l’eau du robinet. Comment expliquez-vous la différence de valeurs ?

6. Éteignez l'appareil, remettez-le au laborantin ou à l'enseignant et nettoyez votre lieu de travail.

Exigences en matière de rapport

Le rapport doit contenir :

1. Brève description du principe de fonctionnement du dosimètre DRBG-01.

2. L'ordre de toutes vos actions pendant le travail.

3. La valeur du fond radioactif dans le laboratoire, exprimée en µSv/heure et en µR/heure.

4. Graphique de la dépendance du rayonnement radioactif provenant d'une source de rayonnement de faible puissance en fonction de l'épaisseur des échantillons de paraffine De(h).

5. Valeur de l'activité spécifique de l'eau du robinet et des pierres concassées de granit en KBq/Kg.

6. Explication et analyse des résultats obtenus.

Questions de contrôle

1. Qu'est-ce que la radioactivité et dans quelles unités est-elle mesurée ?

2. Expliquer la signification des notions « dose absorbée » et « débit de dose » : dans quelles unités ces grandeurs sont-elles mesurées ?

3. Quelle est la dose d’exposition ? Expliquez la signification physique des concepts « roentgen » et « roentgen par heure ». Quelle est la relation entre ces unités et les unités SI ?

4. Qu'est-ce qu'une dose équivalente ? Quelles unités sont utilisées pour le mesurer ?

5. Quelle est la radioactivité spécifique des produits ? Dans quelles unités est-il mesuré ? Quelles sont les valeurs d'activité spécifique autorisées pour les produits alimentaires ? Pour les matériaux de construction ?

6. Quelles sont les normes de base en matière d'exposition radioactive pour la population ? Pourquoi ces normes sont-elles différentes selon les groupes de population ?

7. Vous mesurez le niveau de radioactivité dans une station météorologique. La valeur que vous avez reçue est de 0,7 μSv/heure. Est-ce normal? Vos actions dans ce cas.

8. Expliquer le principe de fonctionnement d'un compteur Geiger.

9. Pourquoi une résistance d'amortissement est-elle installée dans le circuit du compteur Geiger ?

Bibliographie

1. Normes de radioprotection (NRB-99). Ministère de la Santé de Russie, 19с.

2. Règles sanitaires de base pour assurer la sécurité radiologique (OSPORB-99). Ministère de la Santé de Russie, 20с.

3. Dosimètre-radiomètre DRGB-01 - "ECO-1". Manuel d'instructions.

Application

Facteurs de correction des lectures du dosimètre DRGB-01 pour le calcul de la radioactivité spécifique des produits.

Densité du produit	Nom du produit	Facteur de correction
	Thé, champignons séchés, baies et fruits, viandes fumées
	Eau, lait et produits laitiers, baies crues, fruits et légumes, viande
	Terre, sable, pierre concassée, etc.

ÉDITION ÉDUCATIVE

TRAVAUX DE LABORATOIRE N°16

Mesure de radioactivité

Éditeur

LR N° 000 du 30/12/96

Signé pour l'impression.Format 60×90 1/16

Livre-journal papier.

Tirage 50, commande 3. Imprimé....

RGGMU, Malookhtinsky pr.98.

Méthodes de base pour mesurer la radioactivité

Effet photoélectrique Effet Compton Formation de paires

2. À Diffusion Compton Le quantum gamma transfère une partie de son énergie à l’un des électrons externes de l’atome. Cet électron de recul, acquérant une énergie cinétique importante, la dépense pour l'ionisation de la substance (il s'agit déjà d'une ionisation secondaire, puisque le quantum g, ayant assommé l'électron, a déjà produit une ionisation primaire).

Le g-quantum après une collision perd une partie importante de son énergie et change la direction de son mouvement, ᴛ.ᴇ. se dissipe.

L'effet Compton est observé dans une large gamme d'énergies de rayons gamma (0,02-20 MeV).

3. Formation de vapeur. Les rayons gamma passant à proximité du noyau atomique et ayant une énergie d'au moins 1,02 MeV sont convertis en deux particules, un électron et un positon, sous l'influence du champ du noyau atomique. Une partie de l’énergie d’un quantum gamma est convertie en masse équivalente à deux particules (selon la relation d’Einstein E=2me*C²= 1,02 MeV). L’énergie restante du quantum gamma est transférée à l’électron et au positron émergents sous forme d’énergie cinétique. L'électron résultant ionise les atomes et les molécules, et le positron s'annihile avec n'importe lequel des électrons du milieu, formant deux nouveaux rayons gamma d'une énergie de 0,51 MeV chacun. Les quanta gamma secondaires dépensent leur énergie sur l'effet Compton puis sur l'effet photoélectrique. Plus l'énergie des rayons gamma et la densité de la substance sont élevées, plus le processus de formation de paires est probable. C’est pour cette raison que les métaux lourds, comme le plomb, sont utilisés pour se protéger des rayons gamma.

Les rayons X interagissent avec la matière de la même manière en raison de ces trois mêmes effets.

1. Rayonnement X caractéristique et bremsstrahlung. Différences et similitudes entre les rayons X et le rayonnement gamma. Loi d'atténuation du rayonnement gamma.

Le bremsstrahlung caractéristique résulte de l'excitation d'un atome, lorsque les électrons transférés vers l'orbite externe reviennent sur l'orbite la plus proche du noyau et dégagent un excès d'énergie sous la forme d'un rayonnement X caractéristique (sa fréquence est caractéristique de chaque élément chimique). Les appareils à rayons X utilisent des rayons X caractéristiques. Lorsque des particules bêta (électrons) interagissent avec une substance, en plus de l'ionisation des atomes de cette substance, les particules bêta (électrons), interagissant avec la charge positive des noyaux, courbent leur trajectoire (décélérent) et en même temps perdent leur énergie sous forme de rayons X de bremsstrahlung.

Les rayons gamma sont émis par les noyaux des isotopes p/a au cours de leur désintégration, et les rayons X apparaissent lors des transitions électroniques à l'intérieur des couches électroniques d'un atome. La fréquence des rayons gamma est supérieure à la fréquence des rayons X, et la pénétration le pouvoir dans la matière et les effets d’interaction sont à peu près les mêmes.

Plus la couche absorbante est épaisse, plus le flux de rayons gamma qui la traverse sera affaibli.

Pour chaque matériau, une couche de demi-atténuation D1/2 a été établie expérimentalement (il s'agit de l'épaisseur de tout matériau atténuant de moitié le rayonnement gamma.)

C'est égal pour l'air -190 m, le bois -25 cm, les tissus biologiques -23 cm, le sol -14 cm, le béton -10 cm, l'acier -3 cm, le plomb -2 cm. (D1/2 » r /23)

En raisonnant de la même manière que pour dériver la loi de la désintégration p/a, on obtient :

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

Je = Je / 2 ou Je = Io * 2(un autre type de notation I = Iоe)

où : I est l'intensité des rayons gamma après passage à travers une couche absorbante d'épaisseur D ;

Iо - intensité initiale des rayons gamma.

10. Problèmes de dosimétrie et de radiométrie. Irradiation externe et interne du corps. La relation entre l'activité et la dose générée par leur rayonnement gamma. Méthodes de protection contre les sources de rayonnement locales .

Dosimétrie- il s'agit d'une détermination quantitative et qualitative de grandeurs caractérisant les effets des rayonnements ionisants sur la matière à l'aide de diverses méthodes physiques et de l'utilisation d'équipements spéciaux.

Radiométrie- développe la théorie et la pratique de la mesure de la radioactivité et de l'identification des radio-isotopes.

L'effet biologique des rayons X et du rayonnement nucléaire sur le corps est dû à l'ionisation et à l'excitation des atomes et des molécules de l'environnement biologique.

A ¾¾¾® B.objet

b Ionisation ¾¾¾®

G ¾¾¾® est proportionnel à ¾¾¾®g

n ¾¾¾® énergie absorbée ¾¾¾® n

r Rayonnement ¾¾¾® ¾¾¾® r (rayonnement de rayons X)

Dose de rayonnement est la quantité d’énergie des rayonnements ionisants absorbée par unité de volume (masse) de la substance irradiée.

L'irradiation provenant de sources de rayonnement externes est appelée irradiation externe. L'irradiation des substances radioactives qui pénètrent dans le corps avec l'air, l'eau et les aliments crée un rayonnement interne.

En utilisant la valeur Kg (la valeur de la constante gamma est donnée dans les ouvrages de référence pour tous les isotopes p/a), vous pouvez déterminer le débit de dose d'une source ponctuelle de n'importe quel isotope.

P = Kg A / R²,Où

R - débit de dose d'exposition, R/h

Kg - constante d'ionisation de l'isotope, R/h cm² / mKu

A - activité, mKu

R - distance, cm.

Vous pouvez vous protéger des sources locales de rayonnement radioactif en vous protégeant, en augmentant la distance jusqu'à la source et en réduisant la durée d'exposition du corps.

11. Dose et débit de dose. Unités de mesure de l'exposition, absorbée, équivalente, dose efficace.

Dose de rayonnement est la quantité d’énergie des rayonnements ionisants absorbée par unité de volume (masse) de la substance irradiée. Dans la littérature, documents de la CIPR (Commission internationale de protection contre les radiations), du NCRP (Comité national de Russie) et du SCEAR (Comité scientifique sur les effets des rayonnements atomiques aux Nations Unies), on distingue les concepts suivants :

- Dose d'exposition (pouvoir ionisant des rayons X et gamma dans l'air) en roentgens ; radiographie (P) - dose d'exposition aux rayons X ou au rayonnement g (ᴛ.ᴇ. rayonnement photonique), créant deux milliards de paires d'ions dans 1 cm³ d'air. (Les rayons X mesurent l'exposition de la source, le champ de rayonnement, comme disent les radiologues, le rayonnement incident).

- Dose absorbée - l'énergie des rayonnements ionisants absorbée par les tissus de l'organisme en termes d'unité de masse en Rads et Grays ;

Content (radiation absorbant dose - anglais) - la dose absorbée de tout type de rayonnement ionisant, à laquelle une énergie égale à 100 erᴦ est absorbée dans 1 g de masse d'une substance. (Dans 1 g de tissu biologique de composition différente, différentes quantités d'énergie sont absorbées.)

Dose en rads = dose en roentgens multipliée par kt, reflétant l'énergie du rayonnement et le type de tissu absorbant. Pour l'air : 1 rad = 0,88 roentgen ;

pour l'eau et les tissus mous 1rad = 0,93R (en pratique ils prennent 1rad = 1R)

pour le tissu osseux 1rad = (2-5)P

L'unité adoptée dans le système C est Gris (1 kg de masse absorbe 1 J d'énergie de rayonnement). 1Gy=100 rads (100R)

- Dose équivalente - dose absorbée multipliée par un coefficient reflétant la capacité d'un type donné de rayonnement à endommager les tissus corporels chez Rem et Sievert. BER (équivalent biologique d'un rayon X) est une dose de tout rayonnement nucléaire à laquelle le même effet biologique est créé dans un environnement biologique qu'avec une dose de rayon X ou de rayonnement gamma de 1 roentgen. D en rem = D en loyerᴦ.*OBE. RBE - coefficient d'efficacité biologique relative ou coefficient de qualité (QC)

Pour b, g et loyer. rayonnement RBE (KK) = 1 ; pour a et protons = 10 ;

neutrons lents = 3-5 ; neutrons rapides = 10.

Sievert(Sv) est une dose équivalente de tout type de rayonnement absorbée dans 1 kg de tissu biologique, créant le même effet biologique que la dose absorbée de 1 Gy de rayonnement photonique. 1 Sv = 100 rem(u = 100R)

-Dose équivalente efficace - dose équivalente multipliée par un coefficient tenant compte de la sensibilité différente des différents tissus aux rayonnements, en Sieverts.

Coefficients de risque d'irradiation pour différents tissus humains (organes), recommandés par la CIPR : (par exemple, 0,12 - moelle osseuse rouge, 0,15 - glande mammaire, 0,25 - testicules ou ovaires ;) Le coefficient montre la part par organe individuel lors d'une irradiation uniforme de tout le corps

En termes biologiques, il est important de connaître non seulement la dose de rayonnement reçue par un objet, mais aussi la dose reçue par unité de temps.

Débit de dose est la dose de rayonnement par unité de temps.

D = P/t Par exemple, R/heure, mR/heure, μR/heure, μSv/h, mrem/min, Gy/s, etc.

Le débit de dose absorbée est appelé l’incrément de dose par unité de temps.

12 Caractéristiques des particules a, d et du rayonnement g.

Nous considérerons les propriétés des différents types de rayonnements ionisants sous forme de tableau.

Type de rayonnement	Qu'est-ce que cela représente?	Charge	Poids	Énergie MeV	Vitesse	Ionisation dans l'air sur un trajet de 1 cm	Kilométrage...en : Air Biologique. Tissus métalliques
un	Flux de noyaux d'hélium	Deux e-mails Charge positive ÅÅ	4 heures du matin	2 – 11	10-20 mille km/h	100 à 150 000 paires d'ions	2 à 10 cm	Fractions de mm (~0,1 mm)	Centièmes de mm
b	Flux d'électrons	Nég. élémentaire. Charge(-)	0.000548 du matin	0 – 12	0,3-0,99 vitesse de la lumière (C)	50 à 100 paires d'ions	Jusqu'à 25 mètres	Jusqu'à 1 cm	Quelques mm.
g	El-instant. Radiation je<10 -11 м (в.свет 10 -7 м)	N'a pas	g-quantum a une masse au repos =0	Du keV à plusieurs MeV	À partir de 300 000 km/s	Faible	100-150 mètres	mètres	Des dizaines de cm.

13. Caractéristiques de la contamination radioactive lors d'un accident de centrale nucléaire.

Iode-131 Strontium-90(Sr-90) - T 1/2 -28 ans et Césium - 137

Zonage après l'accident (basé sur la contamination des sols par le Cs-137 et la dose annuelle) :

Zone d'exclusion (réinstallation) - plus de 40 Ci/km² (dose supérieure à 50 mSv/an) ;

Zone de réinstallation (volontaire) – de 15 à 40 Ci/km². (dose 20 - 50 mSv/an) ;

Zone de résidence restreinte (avec réinstallation temporaire des femmes enceintes et des enfants) 5 - 15 Ci/km². (dose de 5 à 20 mSv/an) ;

Zone de radioprotection (zone de résidence à statut socio-économique préférentiel) 1-5 Ci/km² (dose de 1 à 5 mSv/an).

En Fédération de Russie, 15 régions (Briansk, Koursk, Kalouga, Toula, Orel, Riazan, etc. - de 1 à 43 % du territoire) ont été contaminées partiellement par l'accident de Tchernobyl (plus de 1 Ci/km2).

Selon la législation de la Fédération de Russie, la population vivant sur des terres contaminées (par le césium) de plus de 1 Ci/km² a droit à des prestations minimes.

14. Détecteurs de rayonnements ionisants. Classification. Le principe et le schéma de fonctionnement de la chambre d'ionisation.

chambres d'ionisation;

- compteurs proportionnels ;

Diagramme schématique du fonctionnement d'un détecteur à ionisation.

Cette chambre est remplie d'air ou de gaz inerte, dans laquelle se trouvent deux électrodes (cathode et anode), créant un champ électrique.

L'air sec ou le gaz sont de bons isolants et ne conduisent pas l'électricité. Mais les particules chargées alpha et bêta, une fois dans la chambre, ionisent le milieu gazeux, et les quanta gamma forment d'abord des électrons rapides (photoélectrons, électrons Compton, paires électron-positon) dans les parois de la chambre, qui ionisent également le milieu gazeux. Les ions positifs résultants se déplacent vers la cathode, les ions négatifs vers l'anode. Un courant d'ionisation apparaît dans le circuit, proportionnel à la quantité de rayonnement.

Le courant d'ionisation pour une même ampleur de rayonnement ionisant dépend de manière complexe de la tension appliquée aux électrodes de la chambre. Cette dépendance est généralement appelée caractéristique courant-tension du détecteur à ionisation.

Chambre d'ionisation utilisé pour mesurer tous les types de rayonnements nucléaires. Structurellement, ils sont conçus comme plats, cylindriques, sphériques ou en forme de dé à coudre avec un volume allant de fractions de cm³ à 5 litres. Généralement rempli d'air. Le matériau de la chambre est du plexiglas, de la bakélite, du polystyrène et éventuellement de l'aluminium. Largement utilisé dans les dosimètres individuels (DK-0.2 ; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24, etc.).

15. Caractéristiques de la contamination radioactive lors d'une explosion nucléaire.

Au cours d'une réaction en chaîne de fission, l'U-235 et le Pu-239 dans une bombe atomique produisent environ 200 isotopes radioactifs d'environ 35 éléments chimiques. Lors d'une explosion nucléaire, la réaction en chaîne de fission se produit instantanément dans toute la masse de la substance fissile, et le Les isotopes radioactifs qui en résultent sont libérés dans l’atmosphère puis retombent sur le sol sous la forme d’une longue traînée radioactive.

L'ensemble de la zone de contamination radioactive de la zone, selon le degré de contamination, est divisé en 4 zones dont les limites sont caractérisées par : doses de rayonnement pendant la désintégration complète – ré ∞à Röntgens et niveaux de rayonnement 1 heure après l'explosion P1 en R/h.

Riz. 2.1. Zones de contamination radioactive lors d'une explosion nucléaire

Noms des zones (entre parenthèses les valeurs P 1 (R/h), D ∞ (P)) : A – infection modérée(8 R/h, 40 R), B – fort(80 R/h, 400 R), B – dangereux(240 R/h, 1200 R), G - infection extrêmement dangereuse(800 R/h, 4000 R).

Les ouvrages de référence montrent la taille des zones en fonction de la puissance de l'explosion et de la vitesse du vent dans les couches supérieures de l'atmosphère - la longueur et la largeur de chaque zone sont indiquées en km. En général, une zone est considérée comme contaminée si le niveau de rayonnement est 0,5 droite/h - en temps de guerre et 0,1 mR/h en temps de paix (rayonnement de fond naturel à Yaroslavl - 0,01 mR/h,)

En raison de la désintégration des substances radioactives, le niveau de rayonnement diminue constamment, selon le rapport

Р t = Р 1 t – 1,2

R.

Riz. 2.2. Réduire le niveau de rayonnement à la suite d'une explosion nucléaire

Graphiquement, il s’agit d’une exponentielle en forte baisse. L'analyse de ce rapport montre qu'avec une multiplication par sept du temps, le niveau de rayonnement diminue de 10 fois. La baisse des radiations après l’accident de Tchernobyl a été beaucoup plus lente

Pour toutes les situations possibles, les niveaux et les doses de rayonnement sont calculés et tabulés.

Il est important de noter que pour la production agricole, la contamination radioactive de la zone constitue le plus grand danger, car les personnes, les animaux et les plantes sont exposés non seulement à une irradiation gamma externe, mais également à l'intérieur lorsque des substances radioactives pénètrent dans le corps avec l'air, l'eau et la nourriture. Chez les personnes et les animaux non protégés, en fonction de la dose reçue, un mal des rayons peut survenir, et les plantes agricoles ralentissent leur croissance, réduisent le rendement et la qualité des produits agricoles et, en cas de dommages graves, la mort des plantes se produit.

16. Méthodes de base de mesure de la radioactivité (absolue, calculée et relative (comparative) Efficacité du compteur. Caractéristique de comptage (de fonctionnement).

La radioactivité des médicaments peut être déterminée par la méthode absolue, calculée et relative (comparative). Ce dernier est le plus courant.

Méthode absolue. Une fine couche du matériau étudié est appliquée sur un film spécial très fin (10-15 μg/cm²) et placée à l'intérieur du détecteur, de sorte que l'angle solide complet (4p) est utilisé pour enregistrer les particules bêta émises. , par exemple, et une efficacité de comptage proche de 100 % est atteinte. Lorsque vous travaillez avec un compteur 4p, vous n'avez pas besoin d'introduire de nombreuses corrections, comme avec la méthode de calcul.

L'activité du médicament est exprimée immédiatement en unités d'activité Bq, Ku, mKu, etc.

Par méthode de calcul déterminer l'activité absolue des isotopes émetteurs alpha et bêta à l'aide de compteurs conventionnels à décharge gazeuse ou à scintillation.

Un certain nombre de facteurs de correction ont été introduits dans la formule pour déterminer l'activité d'un échantillon, en tenant compte des pertes par rayonnement lors de la mesure.

A = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²

UN- l'activité du médicament dans Ku ;

N- taux de comptage en imp/min moins fond ;

w- correction des conditions de mesure géométriques (angle solide) ;

e- correction du temps de résolution de l'installation de comptage ;

k- correction de l'absorption du rayonnement dans la couche d'air et dans la fenêtre (ou le mur) du comptoir ;

r- correction de l'auto-absorption dans la couche médicamenteuse ;

q- correction de la rétrodiffusion depuis le substrat ;

r- correction du schéma de désintégration ;

g- correction du rayonnement gamma avec rayonnement mixte bêta et gamma ;

m- portion pesée du médicament mesuré en mg ;

2,22×10¹² - facteur de conversion du nombre de désintégrations par minute en Ci (1 Ci = 2,22*10¹² désintégration/min).

Pour déterminer l'activité spécifique, il est extrêmement important de convertir l'activité pour 1 mg en 1 kg. .

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

Les préparatifs pour la radiométrie peuvent être préparés mince épaisseur ou couche intermédiaire la matière étudiée.

Si le matériau testé a couche de demi-atténuation -D1/2,

Que mince - à d<0,1D1/2, intermédiaire - 0,1D1/2 épais (préparations en couche épaisse) d>4D1/2.

Tous les facteurs de correction eux-mêmes dépendent à leur tour de nombreux facteurs et sont à leur tour calculés à l’aide de formules complexes. Pour cette raison, la méthode de calcul demande beaucoup de travail.

Méthode relative (comparative) a trouvé une large application pour déterminer l’activité bêta des médicaments. Il est basé sur la comparaison du taux de comptage d’un étalon (un médicament dont l’activité est connue) avec le taux de comptage du médicament mesuré.

Dans ce cas, les conditions de mesure de l'activité de l'étalon et du médicament testé doivent être totalement identiques.

Avr = Aet* Npr/Net, Où

Aet est l'activité du médicament de référence, dispersion/min ;

Apr - radioactivité du médicament (échantillon), dispersion/min ;

Net - vitesse de comptage par rapport à la norme, imp/min ;

Npr - taux de comptage du médicament (échantillon), imp/min.

Les passeports des équipements radiométriques et dosimétriques indiquent généralement avec quelle erreur les mesures sont effectuées. Erreur relative maximale Les mesures (parfois appelées erreur relative de base) sont indiquées en pourcentage, par exemple ± 25 %. Pour différents types d'instruments, cela peut aller de ± 10 % à ± 90 % (parfois l'erreur du type de mesure pour différentes sections de l'échelle est indiquée séparément).

À partir de l'erreur relative maximale ± d%, vous pouvez déterminer l'erreur maximale absolu erreur de mesure. Si des lectures de l'instrument A sont prises, alors l'erreur absolue est DA=±Ad/100. (Si A = 20 mR et d = ±25 %, alors en réalité A = (20 ± 5) mR. C'est-à-dire dans la plage de 15 à 25 mR.

17. Détecteurs de rayonnements ionisants. Classification. Principe et schéma de fonctionnement d'un détecteur à scintillation.

Le rayonnement radioactif peut être détecté (isolé, détecté) à l'aide de dispositifs spéciaux - des détecteurs dont le fonctionnement est basé sur les effets physiques et chimiques qui surviennent lorsque le rayonnement interagit avec la matière.

Types de détecteurs : ionisation, scintillation, photographique, chimique, calorimétrique, semi-conducteur, etc.

Les détecteurs les plus utilisés sont basés sur la mesure de l'effet direct de l'interaction du rayonnement avec la matière - ionisation du milieu gazeux. chambres d'ionisation;

- compteurs proportionnels ;

- Compteurs Geiger-Muller (compteurs de décharges gazeuses) ;

- compteurs de couronnes et d'étincelles,

ainsi que des détecteurs à scintillation.

Scintillation (luminescente) La méthode de détection des rayonnements est basée sur la propriété des scintillateurs d'émettre un rayonnement lumineux visible (éclairs lumineux - scintillations) sous l'influence de particules chargées, qui sont converties par un photomultiplicateur en impulsions de courant électrique.

Cathode Dynodes Anode Le compteur à scintillation est constitué d'un scintillateur et

PMT. Les scintillateurs sont organiques et

Inorganique, sous forme solide, liquide ou gazeuse

Condition. Il s'agit d'iodure de lithium, de sulfure de zinc,

Iodure de sodium, monocristaux d'angracène, etc.

100 +200 +400 +500 volts

Fonctionnement PMT :- Sous l'influence des particules nucléaires et des quanta gamma

Dans le scintillateur, les atomes sont excités et émettent des quanta de couleur visible : les photons.

Les photons bombardent la cathode et en font sortir les photoélectrons :

Les photoélectrons sont accélérés par le champ électrique de la première dynode, en éliminent les électrons secondaires, qui sont accélérés par le champ de la deuxième dynode, etc., jusqu'à ce qu'un flux d'avalanche d'électrons se forme qui frappe la cathode et soit enregistré par le circuit électronique de l'appareil. L'efficacité de comptage des compteurs à scintillation atteint 100 % et la résolution est bien supérieure à celle des chambres d'ionisation (10 v-5 - !0 v-8 contre 10¯³ dans les chambres d'ionisation). Les compteurs à scintillation trouvent une application très large dans les équipements radiométriques

18. Radiomètres, fonction, classification.

Sur rendez-vous.

Radiomètres - les appareils destinés à :

Mesures de l'activité des médicaments radioactifs et des sources de rayonnements ;

Détermination de la densité de flux ou de l'intensité des particules et quanta ionisants ;

Radioactivité de surface des objets ;

Activité spécifique des gaz, liquides, solides et substances granulaires.

Les radiomètres utilisent principalement des compteurs à décharge gazeuse et des détecteurs à scintillation.

Οʜᴎ sont divisés en portables et fixes.

En règle générale, ils sont constitués de : - un détecteur-capteur d'impulsions ; - amplificateur d'impulsions ; - dispositif de conversion ; - numérateur électromécanique ou électronique ; - source haute tension pour le détecteur ; - alimentation électrique pour tous les équipements.

Par ordre d'amélioration, ont été réalisés : les radiomètres B-2, B-3, B-4 ;

radiomètres dékatron PP-8, RPS-2 ; laboratoires automatisés "Gamma-1", "Gamma-2", "Beta-2" ; équipés d'ordinateurs permettant le calcul de plusieurs milliers d'échantillons avec impression automatique des résultats. Installations DP-100, KRK-1, SRP -68 radiomètres sont largement utilisés -01.

Indiquez le but et les caractéristiques de l'un des appareils.

19. Dosimètres, fonction, classification.

L'industrie produit un grand nombre de types d'équipements radiométriques et dosimétriques, qui sont classés :

Par la méthode d'enregistrement du rayonnement (ionisation, scintillation, etc.) ;

Par type de rayonnement détecté (a,b,g,n,p)

Source d'alimentation (secteur, batterie) ;

Par lieu d'application (stationnaire, terrain, individuel) ;

Sur rendez-vous.

Dosimètres - les appareils qui mesurent l'exposition et la dose absorbée (ou débit de dose) de rayonnement. Il se compose essentiellement d'un détecteur, d'un amplificateur et d'un appareil de mesure. Le détecteur peut être une chambre d'ionisation, un compteur à décharge gazeuse ou un compteur à scintillation.

Divisée en débitmètres de dose- ce sont DP-5B, DP-5V, IMD-5 et dosimètres individuels- mesurer la dose de rayonnement sur une période donnée. Il s'agit de DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Ce sont des dosimètres de poche, certains d'entre eux sont à lecture directe.

Il existe des analyseurs spectrométriques (AI-Z, AI-5, AI-100) qui vous permettent de déterminer automatiquement la composition radio-isotopique de n'importe quel échantillon (par exemple, les sols).

Il existe également un grand nombre d'alarmes indiquant un rayonnement de fond excessif et le degré de contamination de la surface. Par exemple, SZB-03 et SZB-04 signalent que le niveau de contamination des mains par des substances bêta-actives est dépassé.

Indiquer la destination et les caractéristiques de l'un des appareils

20. Équipement pour le service radiologique du laboratoire vétérinaire. Caractéristiques et fonctionnement du radiomètre SRP-68-01.

Équipement du personnel des services radiologiques des laboratoires vétérinaires régionaux et des groupes radiologiques spéciaux départementaux ou intercommunaux (dans les laboratoires vétérinaires régionaux)

Radiomètre DP-100

Radiomètre KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiomètre SRP 68-01

Radiomètre « Besklet »

Radiomètre - dosimètre -01Р

Radiomètre DP-5V (IMD-5)

Ensemble de dosimètres DP-22V (DP-24V).

Les laboratoires peuvent être équipés d’autres types d’équipements radiométriques.

La plupart des radiomètres et dosimètres ci-dessus sont disponibles au service du laboratoire.

21. Périodisation des aléas lors d'un accident de centrale nucléaire.

Les réacteurs nucléaires utilisent l'énergie intranucléaire libérée lors des réactions de fission en chaîne de l'U-235 et du Pu-239. Au cours d'une réaction de fission en chaîne, à la fois dans un réacteur nucléaire et dans une bombe atomique, environ 200 isotopes radioactifs d'environ 35 éléments chimiques se forment. Dans un réacteur nucléaire, la réaction en chaîne est contrôlée et le combustible nucléaire (U-235) y « brûle » progressivement sur 2 ans. Les produits de fission - isotopes radioactifs - s'accumulent dans l'élément combustible (élément combustible). Une explosion atomique ne peut ni théoriquement ni pratiquement se produire dans un réacteur. À la centrale nucléaire de Tchernobyl, à la suite d'erreurs de personnel et d'une violation flagrante de la technologie, une explosion thermique s'est produite et des isotopes radioactifs ont été libérés dans l'atmosphère pendant deux semaines, emportés par des vents dans différentes directions et, se déposant sur de vastes zones, créant une contamination ponctuelle de la zone. De tous les isotopes radioactifs, les plus dangereux sur le plan biologique étaient : Iode-131(I-131) – avec une demi-vie (T 1/2) 8 jours, Strontium-90(Sr-90) - T 1/2 -28 ans et Césium - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 ans. À la suite de l'accident, 5 % du combustible et des isotopes radioactifs accumulés ont été rejetés à la centrale nucléaire de Tchernobyl, soit 50 MCi d'activité. Pour le césium 137, cela équivaut à 100 pièces. 200 kt. bombes atomiques. Il existe aujourd'hui plus de 500 réacteurs dans le monde et un certain nombre de pays tirent 70 à 80 % de leur électricité de centrales nucléaires, la Russie 15 %. Compte tenu de l’épuisement des réserves de combustibles organiques dans un avenir proche, la principale source d’énergie sera le nucléaire.

Périodisation des aléas après l'accident de Tchernobyl :

1. période de danger aigu pour l'iode (iode - 131) pendant 2-3 mois ;

2. période de contamination de surface (radionucléides à vie courte et moyenne) - jusqu'à la fin de 1986ᴦ.;

3. période d'entrée des racines (Cs-137, Sr-90) - de 1987 pendant 90 à 100 ans.

22. Sources naturelles de rayonnements ionisants. Rayonnement cosmique et substances radioactives naturelles. Dose de l'ERF.

1. Sources naturelles de rayonnements ionisants (iii)

Le rayonnement de fond naturel se compose de :

Rayonnement cosmique ;

Rayonnement provenant de substances radioactives naturelles présentes dans la terre

roches, eau, air, matériaux de construction ;

Rayonnement provenant de substances radioactives naturelles contenues dans les plantes

et le monde animal (y compris les humains).

Rayonnement cosmique - divisé par primaire il s'agit d'un flux continu de noyaux d'hydrogène (protons) - 80 % et de noyaux d'éléments légers (hélium (particules alpha), lithium, béryllium, bore, carbone, azote) - 20 %, s'évaporant des surfaces des étoiles, des nébuleuses et le soleil et amplifié (accéléré) à plusieurs reprises dans les champs électromagnétiques des objets spatiaux jusqu'à une énergie de l'ordre de 10 10 eV et plus. (Dans notre galaxie - Voie Lactée - 300 milliards d'étoiles et galaxies 10 14)

En interaction avec les atomes de la coque aérienne de la Terre, ce rayonnement cosmique primaire donne naissance à des courants secondaire le rayonnement cosmique, qui comprend toutes les particules élémentaires et rayonnements connus (mésons ± mu et pi - 70 % ; électrons et positrons - 26 %, protons primaires - 0,05 %, quanta gamma, neutrons rapides et ultrarapides).

Substances radioactives naturelles divisé en trois groupes :

1) L'uranium et le thorium avec leurs produits de désintégration, ainsi que le potassium-40 et le rubidium-87 ;

2) Isotopes moins courants et isotopes avec un grand T 1/2 (calcium-48, zirconium-96, néodyme-150, samarium-152, rhénium-187, bismuth-209, etc.) ;

3) Carbone 14, tritium, béryllium -7 et -9 - formés en continu dans l'atmosphère sous l'influence du rayonnement cosmique.

Le plus répandu dans la croûte terrestre est le rubidium-87 (T 1/2 = 6,5.10 10 ans), puis l'uranium-238, le thorium-232, le potassium-40. Mais la radioactivité du potassium 40 dans la croûte terrestre dépasse la radioactivité de tous les autres isotopes réunis (T 1/2 = 1,3 10 9 années). Le potassium 40 est largement dispersé dans les sols, notamment argileux, son activité spécifique est de 6,8.10 -6 Ci/ᴦ.

Dans la nature, le potassium est constitué de 3 isotopes : stables K-39 (93 %) et K-41 (7 %) et radioactif K-40 (01 %). La concentration de K-40 dans les sols est de 3 à 20 nKu/g (pico - 10 -12),

La moyenne mondiale est estimée à 10. Ainsi, dans 1 m³ (2 tonnes) - 20 µKu, dans 1 km² - 5Ku (couche racinaire = 25 cm). La teneur moyenne en U-238 et Th-232 est estimée à 0,7 nKu/ᴦ. Ces trois isotopes créent le débit de dose du fond naturel du sol = environ 5 μR/h (et la même quantité du rayonnement cosmique) Notre fond (8-10 μR/h en dessous de la moyenne. Fluctuations à travers le pays 5-18, en le monde jusqu'à 130 et même jusqu'à 7000 microR/h.

Matériaux de construction créer un rayonnement gamma supplémentaire à l'intérieur des bâtiments (du béton armé jusqu'à 170 mrad/an, dans ceux en bois - 50 mrad/an).

Eau,Étant un solvant, il contient des composés complexes solubles d’uranium, de thorium et de radium. Dans les mers et les lacs, la concentration d'éléments radioactifs est plus élevée que dans les rivières. Les sources minérales contiennent beaucoup de radium (7,5*10 -9 Cu/l) et de radon (2,6*10 -8 Cu/l). Le potassium 40 présent dans les eaux des rivières et des lacs est à peu près identique à celui du radium (10 -11 Cu/l).

Air(atmosphère) contient du radon et du thoron émis par les roches terrestres et du carbone 14 et du tritium formés en continu dans l'atmosphère sous l'influence de neutrons du rayonnement cosmique secondaire, interaction

La radioactivité des médicaments peut être déterminée par la méthode absolue, calculée et relative (comparative). Ce dernier est le plus courant.

Méthode absolue. Une fine couche du matériau étudié est appliquée sur un film mince spécial (10-15 μg/cm²) et placée à l'intérieur du détecteur, ce qui permet d'enregistrer l'angle solide complet (4) émis, par exemple , les particules bêta et une efficacité de comptage de près de 100 %. Lorsque vous travaillez avec un compteur 4, vous n'avez pas besoin d'introduire de nombreuses corrections, comme avec la méthode de calcul.

L'activité du médicament est exprimée immédiatement en unités d'activité Bq, Ku, mKu, etc.

Par méthode de calcul déterminer l'activité absolue des isotopes émetteurs alpha et bêta à l'aide de compteurs conventionnels à décharge gazeuse ou à scintillation.

Un certain nombre de facteurs de correction sont introduits dans la formule pour déterminer l'activité d'un échantillon, en tenant compte des pertes par rayonnement lors de la mesure.

UNE =N/  q r m 2,22  10 ¹²

UN- l'activité du médicament dans Ku ;

N- taux de comptage en imp/min moins fond ;

 - correction des conditions de mesure géométriques (angle solide) ;

-correction du temps de résolution de l'installation de comptage ;

-correction de l'absorption du rayonnement dans la couche d'air et dans la fenêtre (ou le mur) du comptoir ;

-correction de l'auto-absorption dans la couche médicamenteuse ;

q-correction de la rétrodiffusion depuis le substrat ;

r- correction du schéma de désintégration ;

-correction du rayonnement gamma avec un rayonnement mixte bêta et gamma ;

m- portion pesée du médicament mesuré en mg ;

2,22  10 ¹² - facteur de conversion du nombre de désintégrations par minute en Ci (1Ci = 2,22*10¹²dissolution/min).

Pour déterminer l'activité spécifique, il est nécessaire de convertir l'activité pour 1 mg en 1 kg .

Audi= A*10 6 , (Àtoi/kg)

Les préparatifs pour la radiométrie peuvent être préparés mince épaisseur ou couche intermédiaire la matière étudiée.

Si le matériau testé a couche de demi-atténuation - 1/2,

Que mince - à d<0,11/2, intermédiaire - 0,11/2épais (préparations en couche épaisse) d>41/2.

Tous les facteurs de correction eux-mêmes dépendent à leur tour de nombreux facteurs et sont à leur tour calculés à l’aide de formules complexes. Par conséquent, la méthode de calcul demande beaucoup de travail.

Méthode relative (comparative) a trouvé une large application pour déterminer l’activité bêta des médicaments. Il est basé sur la comparaison du taux de comptage d’un étalon (un médicament dont l’activité est connue) avec le taux de comptage du médicament mesuré.

Dans ce cas, les conditions de mesure de l'activité de l'étalon et du médicament testé doivent être totalement identiques.

Avr = Aet*Netc/Nce, Où

Aet - activité du médicament de référence, dis/min ;

Apr - radioactivité du médicament (échantillon), dispersion/min ;

Net est le taux de comptage par rapport à la norme, imp/min ;

Npr - taux de comptage du médicament (échantillon), imp/min.

Les passeports des équipements radiométriques et dosimétriques indiquent généralement avec quelle erreur les mesures sont effectuées. Erreur relative maximale les mesures (parfois appelées erreur relative principale) sont indiquées en pourcentage, par exemple  25 %. Pour différents types d'instruments, elle peut aller de  10 % à  90 % (parfois l'erreur du type de mesure est indiquée séparément pour différentes sections de l'échelle).

Sur la base de l'erreur relative maximale ±  %, vous pouvez déterminer l'erreur relative maximale absolu erreur de mesure. Si des lectures de l'instrument A sont prises, alors l'erreur absolue A = A/100. (Si A = 20 mR, a =25 %, alors en réalité A = (205) mR. C'est-à-dire dans la plage de 15 à 25 mR.

Détecteurs de rayonnements ionisants. Classification. Principe et schéma de fonctionnement d'un détecteur à scintillation.

Le rayonnement radioactif peut être détecté (isolé, détecté) à l'aide de dispositifs spéciaux - des détecteurs dont le fonctionnement est basé sur les effets physiques et chimiques qui surviennent lorsque le rayonnement interagit avec la matière.

Types de détecteurs : ionisation, scintillation, photographique, chimique, calorimétrique, semi-conducteur, etc.

Les détecteurs les plus utilisés sont basés sur la mesure de l'effet direct de l'interaction du rayonnement avec la matière - ionisation du milieu gazeux. chambres d'ionisation;

- compteurs proportionnels ;

- Compteurs Geiger-Muller (compteurs de décharges gazeuses);

- compteurs de couronnes et d'étincelles,

ainsi que des détecteurs à scintillation.

Scintillation (luminescente) La méthode de détection des rayonnements est basée sur la propriété des scintillateurs d'émettre un rayonnement lumineux visible (éclairs lumineux - scintillations) sous l'influence de particules chargées, qui sont converties par un photomultiplicateur en impulsions de courant électrique.

Cathode Dynodes Anode Le compteur à scintillation est constitué d'un scintillateur et

PMT. Les scintillateurs peuvent être organiques ou

inorganique, sous forme solide, liquide ou gazeuse

condition. Il s'agit d'iodure de lithium, de sulfure de zinc,

iodure de sodium, monocristaux d'angracène, etc.

100 +200 +400 +500 volts

Fonctionnement PMT :- Sous l'influence des particules nucléaires et des quanta gamma

Dans le scintillateur, les atomes sont excités et émettent des quanta de couleur visible : les photons.

Les photons bombardent la cathode et en font sortir les photoélectrons :

Les photoélectrons sont accélérés par le champ électrique de la première dynode, en éliminent les électrons secondaires, qui sont accélérés par le champ de la deuxième dynode, etc., jusqu'à ce qu'un flux d'avalanche d'électrons se forme qui frappe la cathode et soit enregistré par le circuit électronique de l'appareil. L'efficacité de comptage des compteurs à scintillation atteint 100 % et la résolution est bien supérieure à celle des chambres d'ionisation (10 v-5 - !0 v-8 contre 10¯³ dans les chambres d'ionisation). Les compteurs à scintillation trouvent une application très large dans les équipements radiométriques

Radiomètres, fonction, classification.

Sur rendez-vous.

Radiomètres - les appareils destinés à :

Mesures de l'activité des médicaments radioactifs et des sources de rayonnements ;

Détermination de la densité de flux ou de l'intensité des particules et quanta ionisants ;

Radioactivité de surface des objets ;

Activité spécifique des gaz, liquides, solides et substances granulaires.

Les radiomètres utilisent principalement des compteurs à décharge gazeuse et des détecteurs à scintillation.

Ils sont divisés en portables et fixes.

En règle générale, ils sont constitués de : - un détecteur-capteur d'impulsions ; - un amplificateur d'impulsions ; - un dispositif de conversion ; - un numérateur électromécanique ou électronique ; - une source haute tension pour le détecteur ; - une alimentation pour tous les équipements.

Par ordre d'amélioration, ont été réalisés : les radiomètres B-2, B-3, B-4 ;

radiomètres dékatron PP-8, RPS-2 ; laboratoires automatisés "Gamma-1", "Gamma-2", "Beta-2" ; équipés d'ordinateurs permettant le calcul de plusieurs milliers d'échantillons avec impression automatique des résultats. Installations DP-100, KRK-1, SRP -68 radiomètres sont largement utilisés -01.

Indiquez le but et les caractéristiques de l'un des appareils.

Dosimètres, fonction, classification.

L'industrie produit un grand nombre de types d'équipements radiométriques et dosimétriques, qui peuvent être classés :

Par la méthode d'enregistrement du rayonnement (ionisation, scintillation, etc.) ;

Par type de rayonnement détecté (,,,n,p)

Source d'alimentation (secteur, batterie) ;

Par lieu d'application (stationnaire, terrain, individuel) ;

Sur rendez-vous.

Dosimètres - les appareils qui mesurent l'exposition et la dose absorbée (ou débit de dose) de rayonnement. Il se compose essentiellement d'un détecteur, d'un amplificateur et d'un appareil de mesure. Le détecteur peut être une chambre d'ionisation, un compteur à décharge gazeuse ou un compteur à scintillation.

Divisée en débitmètres de dose- ce sont DP-5B, DP-5V, IMD-5 et dosimètres individuels- mesurer la dose de rayonnement sur une période donnée. Il s'agit des DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Ce sont des dosimètres de poche, certains d'entre eux sont à lecture directe.

Il existe des analyseurs spectrométriques (AI-Z, AI-5, AI-100) qui vous permettent de déterminer automatiquement la composition radio-isotopique de n'importe quel échantillon (par exemple, les sols).

Il existe également un grand nombre d'alarmes indiquant un rayonnement de fond excessif et le degré de contamination de la surface. Par exemple, SZB-03 et SZB-04 signalent que le niveau de contamination des mains par des substances bêta-actives est dépassé.

Indiquer la destination et les caractéristiques de l'un des appareils

Équipement pour le service radiologique du laboratoire vétérinaire. Caractéristiques et fonctionnement du radiomètre SRP-68-01.

Équipement du personnel des services radiologiques des laboratoires vétérinaires régionaux et des groupes radiologiques spéciaux départementaux ou intercommunaux (dans les laboratoires vétérinaires régionaux)

Radiomètre DP-100

Radiomètre KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiomètre SRP 68-01

Radiomètre « Besklet »

Radiomètre - dosimètre -01Р

Radiomètre DP-5V (IMD-5)

Ensemble de dosimètres DP-22V (DP-24V).

Les laboratoires peuvent être équipés d’autres types d’équipements radiométriques.

La plupart des radiomètres et dosimètres ci-dessus sont disponibles au service du laboratoire.

Périodisation des aléas lors d'un accident de centrale nucléaire.

Les réacteurs nucléaires utilisent l'énergie intranucléaire libérée lors des réactions de fission en chaîne de l'U-235 et du Pu-239. Au cours d'une réaction de fission en chaîne, à la fois dans un réacteur nucléaire et dans une bombe atomique, environ 200 isotopes radioactifs d'environ 35 éléments chimiques se forment. Dans un réacteur nucléaire, la réaction en chaîne est contrôlée et le combustible nucléaire (U-235) y « brûle » progressivement sur 2 ans. Les produits de fission - isotopes radioactifs - s'accumulent dans l'élément combustible (élément combustible). Une explosion atomique ne peut ni théoriquement ni pratiquement se produire dans un réacteur. À la centrale nucléaire de Tchernobyl, à la suite d'erreurs de personnel et d'une violation flagrante de la technologie, une explosion thermique s'est produite et des isotopes radioactifs ont été libérés dans l'atmosphère pendant deux semaines, emportés par des vents dans différentes directions et, se déposant sur de vastes zones, créant une contamination ponctuelle de la zone. Parmi tous les isotopes r/a, les plus dangereux sur le plan biologique étaient : Iode-131(I-131) – avec une demi-vie (T 1/2) 8 jours, Strontium-90(Sr-90) - T 1/2 -28 ans et Césium - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 ans. À la suite de l'accident, 5 % du combustible et des isotopes radioactifs accumulés ont été rejetés à la centrale nucléaire de Tchernobyl, soit 50 MCi d'activité. Pour le césium 137, cela équivaut à 100 pièces. 200 kt. bombes atomiques. Il existe aujourd'hui plus de 500 réacteurs dans le monde et un certain nombre de pays tirent 70 à 80 % de leur électricité de centrales nucléaires, la Russie 15 %. Compte tenu de l’épuisement des réserves de combustibles organiques dans un avenir proche, la principale source d’énergie sera le nucléaire.

Périodisation des aléas après l'accident de Tchernobyl :

1. période de danger aigu pour l'iode (iode - 131) pendant 2-3 mois ;

2. période de contamination de surface (radionucléides à vie courte et moyenne) - jusqu'à fin 1986 ;

3. période d'entrée des racines (Cs-137, Sr-90) - de 1987 pendant 90 à 100 ans.

Sources naturelles de rayonnements ionisants. Rayonnement cosmique et substances radioactives naturelles. Dose de l'ERF.

Effet photoélectrique Effet Compton Formation de paires

2. À Diffusion Compton Le quantum gamma transfère une partie de son énergie à l’un des électrons externes de l’atome. Cet électron de recul, acquérant une énergie cinétique importante, la dépense pour l'ionisation de la substance (il s'agit déjà d'une ionisation secondaire, puisque le quantum g, ayant assommé l'électron, a déjà produit une ionisation primaire).

Le g-quantum après une collision perd une partie importante de son énergie et change de direction de mouvement, c'est-à-dire se dissipe.

L'effet Compton est observé dans une large gamme d'énergies de rayons gamma (0,02-20 MeV).

3. Formation de vapeur. Les rayons gamma passant à proximité du noyau atomique et ayant une énergie d'au moins 1,02 MeV sont convertis en deux particules, un électron et un positon, sous l'influence du champ du noyau atomique. Une partie de l’énergie d’un quantum gamma est convertie en masse équivalente à deux particules (selon la relation d’Einstein E=2me*C²= 1,02 MeV). L’énergie restante du quantum gamma est transférée à l’électron et au positron résultants sous forme d’énergie cinétique. L'électron résultant ionise les atomes et les molécules, et le positron s'annihile avec n'importe lequel des électrons du milieu, formant deux nouveaux quanta gamma d'une énergie de 0,51 MeV chacun. Les quanta gamma secondaires dépensent leur énergie sur l'effet Compton puis sur l'effet photoélectrique. Plus l'énergie des rayons gamma et la densité de la substance sont élevées, plus le processus de formation de paires est probable. C’est pourquoi les métaux lourds, comme le plomb, sont utilisés pour se protéger des rayons gamma.

Les rayons X interagissent avec la matière de la même manière en raison de ces trois mêmes effets.

1. Rayonnement X caractéristique et bremsstrahlung. Différences et similitudes entre les rayons X et le rayonnement gamma. Loi d'atténuation du rayonnement gamma.

Le bremsstrahlung caractéristique résulte de l'excitation d'un atome, lorsque les électrons transférés vers l'orbite externe reviennent sur l'orbite la plus proche du noyau et dégagent un excès d'énergie sous la forme d'un rayonnement X caractéristique (sa fréquence est caractéristique de chaque élément chimique). Les appareils à rayons X utilisent des rayons X caractéristiques. Lorsque des particules bêta (électrons) interagissent avec une substance, en plus de l'ionisation des atomes de cette substance, les particules bêta (électrons), interagissant avec la charge positive des noyaux, courbent leur trajectoire (décélérent) et en même temps perdent leur énergie sous forme de rayons X de bremsstrahlung.

Les rayons gamma sont émis par les noyaux des isotopes p/a au cours de leur désintégration, et les rayons X apparaissent lors des transitions électroniques à l'intérieur des couches électroniques d'un atome. La fréquence des rayons gamma est supérieure à la fréquence des rayons X, et la pénétration le pouvoir dans la matière et les effets d’interaction sont à peu près les mêmes.

Plus la couche absorbante est épaisse, plus le flux de rayons gamma qui la traverse sera affaibli.

Pour chaque matériau, une couche de demi-atténuation D1/2 a été établie expérimentalement (il s'agit de l'épaisseur de tout matériau atténuant de moitié le rayonnement gamma.)

C'est égal pour l'air -190 m, le bois -25 cm, les tissus biologiques -23 cm, le sol -14 cm, le béton -10 cm, l'acier -3 cm, le plomb -2 cm. (D1/2 » r /23)

En raisonnant de la même manière que pour dériver la loi de la désintégration p/a, on obtient :

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

Je = Je / 2 ou Je = Io * 2(un autre type de notation I = Iоe)

où : I est l'intensité des rayons gamma après passage à travers une couche absorbante d'épaisseur D ;

Iо - intensité initiale des rayons gamma.

10. Problèmes de dosimétrie et de radiométrie. Irradiation externe et interne du corps. La relation entre l'activité et la dose générée par leur rayonnement gamma. Méthodes de protection contre les sources de rayonnement locales .

Dosimétrie- il s'agit d'une détermination quantitative et qualitative de grandeurs caractérisant les effets des rayonnements ionisants sur la matière à l'aide de diverses méthodes physiques et de l'utilisation d'équipements spéciaux.

Radiométrie- développe la théorie et la pratique de la mesure de la radioactivité et de l'identification des radio-isotopes.

L'effet biologique des rayons X et du rayonnement nucléaire sur le corps est dû à l'ionisation et à l'excitation des atomes et des molécules de l'environnement biologique.

A ¾¾¾® B.objet

b Ionisation ¾¾¾®

G ¾¾¾® est proportionnel à ¾¾¾®g

n ¾¾¾® énergie absorbée ¾¾¾® n

r Rayonnement ¾¾¾® ¾¾¾® r (rayonnement de rayons X)

Dose de rayonnement est la quantité d’énergie des rayonnements ionisants absorbée par unité de volume (masse) de la substance irradiée.

L'irradiation provenant de sources de rayonnement externes est appelée irradiation externe. L'irradiation des substances radioactives qui pénètrent dans le corps avec l'air, l'eau et les aliments crée un rayonnement interne.

En utilisant la valeur Kg (la valeur de la constante gamma est donnée dans les ouvrages de référence pour tous les isotopes p/a), vous pouvez déterminer le débit de dose d'une source ponctuelle de n'importe quel isotope.

P = Kg A / R²,Où

R - débit de dose d'exposition, R/h

Kg - constante d'ionisation de l'isotope, R/h cm² / mKu

A - activité, mKu

R - distance, cm.

Vous pouvez vous protéger des sources locales de rayonnement radioactif en vous protégeant, en augmentant la distance jusqu'à la source et en réduisant la durée d'exposition du corps.

11. Dose et débit de dose. Unités de mesure de l'exposition, absorbée, équivalente, dose efficace.

Dose de rayonnement est la quantité d’énergie des rayonnements ionisants absorbée par unité de volume (masse) de la substance irradiée. Dans la littérature, documents de la CIPR (Commission internationale de protection contre les radiations), du NCRP (Comité national de Russie) et du SCEAR (Comité scientifique sur les effets des rayonnements atomiques aux Nations Unies), on distingue les concepts suivants :

- Dose d'exposition (pouvoir ionisant des rayons X et gamma dans l'air) en roentgens ; radiographie (P) - dose d'exposition aux rayons X ou au rayonnement g (c'est-à-dire le rayonnement photonique), créant deux milliards de paires d'ions dans 1 cm³ d'air. (Les rayons X mesurent l'exposition de la source, le champ de rayonnement, comme disent les radiologues, le rayonnement incident).

- Dose absorbée - l'énergie des rayonnements ionisants absorbée par les tissus de l'organisme en termes d'unité de masse en Rads et Grays ;

Content (radiation absorbant dose - anglais) - la dose absorbée de tout type de rayonnement ionisant, à laquelle une énergie égale à 100 erg est absorbée dans 1 g de masse d'une substance. (Dans 1 g de tissu biologique de composition différente, différentes quantités d'énergie sont absorbées.)

Dose en rads = dose en roentgens multipliée par kt, reflétant l'énergie du rayonnement et le type de tissu absorbant. Pour l'air : 1 rad = 0,88 roentgen ;

pour l'eau et les tissus mous 1rad = 0,93R (en pratique ils prennent 1rad = 1R)

pour le tissu osseux 1rad = (2-5)P

L'unité adoptée dans le système C est Gris (1 kg de masse absorbe 1 J d'énergie de rayonnement). 1Gy=100 rads (100R)

- Dose équivalente - dose absorbée multipliée par un coefficient reflétant la capacité d'un type donné de rayonnement à endommager les tissus corporels chez Rem et Sievert. BER (équivalent biologique d'un rayon X) est une dose de tout rayonnement nucléaire à laquelle le même effet biologique est créé dans un environnement biologique qu'avec une dose de rayon X ou de rayonnement gamma de 1 roentgen. D en rem = D en roentgen*RBE. RBE - coefficient d'efficacité biologique relative ou coefficient de qualité (QC)

Pour b, g et roentgen. rayonnement RBE (KK) = 1 ; pour a et protons = 10 ;

neutrons lents = 3-5 ; neutrons rapides = 10.

Sievert(Sv) est une dose équivalente de tout type de rayonnement absorbée dans 1 kg de tissu biologique, créant le même effet biologique que la dose absorbée de 1 Gy de rayonnement photonique. 1 Sv = 100 rem(u = 100R)

-Dose équivalente efficace - dose équivalente multipliée par un coefficient tenant compte de la sensibilité différente des différents tissus aux rayonnements, en Sieverts.

Coefficients de risque radiologique pour différents tissus humains (organes), recommandés par la CIPR : (par exemple, 0,12 - moelle osseuse rouge, 0,15 - glande mammaire, 0,25 - testicules ou ovaires ;) Le coefficient montre la part par organe individuel avec une irradiation uniforme de le corps entier

En termes biologiques, il est important de connaître non seulement la dose de rayonnement reçue par un objet, mais aussi la dose reçue par unité de temps.

Débit de dose est la dose de rayonnement par unité de temps.

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

Le débit de dose absorbée est appelé l’incrément de dose par unité de temps.

12 Caractéristiques des particules a, d et du rayonnement g.

Nous considérerons les propriétés des différents types de rayonnements ionisants sous forme de tableau.

Type de rayonnement	Qu'est-ce que cela représente?	Charge	Poids	Énergie MeV	Vitesse	Ionisation dans l'air sur un trajet de 1 cm	Kilométrage...en : Air Biologique. Tissus métalliques
un	Flux de noyaux d'hélium	Deux e-mails Charge positive ÅÅ	4 heures du matin	2 – 11	10-20 mille km/h	100 à 150 000 paires d'ions	2 à 10 cm	Fractions de mm (~0,1 mm)	Centièmes de mm
b	Flux d'électrons	Nég. élémentaire. Charge(-)	0.000548 du matin	0 – 12	0,3-0,99 vitesse de la lumière (C)	50 à 100 paires d'ions	Jusqu'à 25 mètres	Jusqu'à 1 cm	Quelques mm.
g	El-instant. Radiation je<10 -11 м (в.свет 10 -7 м)	N'a pas	g-quantum a une masse au repos =0	Du keV à plusieurs MeV	À partir de 300 000 km/s	Faible	100-150 mètres	mètres	Des dizaines de cm.

13. Caractéristiques de la contamination radioactive lors d'un accident de centrale nucléaire.

Iode-131 Strontium-90(Sr-90) - T 1/2 -28 ans et Césium - 137

Zonage après l'accident (basé sur la contamination des sols par le Cs-137 et la dose annuelle) :

Zone d'exclusion (délocalisation) - plus de 40 Ci/km² (dose supérieure à 50 mSv/an) ;

Zone de relocalisation (volontaire) – de 15 à 40 Ci/km². (dose 20 - 50 mSv/an) ;

Zone de résidence restreinte (avec réinstallation temporaire des femmes enceintes et des enfants) 5 - 15 Ci/km². (dose de 5 à 20 mSv/an) ;

Zone de radioprotection (zone de résidence à statut socio-économique préférentiel) 1-5 Ci/km² (dose de 1 à 5 mSv/an).

En Fédération de Russie, 15 régions (Briansk, Koursk, Kalouga, Toula, Orel, Riazan, etc. - de 1 à 43 % du territoire) ont été contaminées partiellement par l'accident de Tchernobyl (plus de 1 Ci/km2).

Selon la législation de la Fédération de Russie, la population vivant sur des terres contaminées (césium) supérieure à 1 Ci/km² a droit à des prestations minimes.

14. Détecteurs de rayonnements ionisants. Classification. Le principe et le schéma de fonctionnement de la chambre d'ionisation.

chambres d'ionisation;

- compteurs proportionnels ;

Diagramme schématique du fonctionnement d'un détecteur à ionisation.

Cette chambre est remplie d'air ou d'un gaz inerte, dans laquelle se trouvent deux électrodes (cathode et anode), créant un champ électrique.

L'air sec ou le gaz sont de bons isolants et ne conduisent pas l'électricité. Mais les particules chargées alpha et bêta, entrées dans la chambre, ionisent le milieu gazeux, et les quanta gamma forment d'abord des électrons rapides (photoélectrons, électrons Compton, paires électron-positon) dans les parois de la chambre, qui ionisent également le milieu gazeux. Les ions positifs résultants se déplacent vers la cathode, les ions négatifs vers l'anode. Un courant d'ionisation apparaît dans le circuit, proportionnel à la quantité de rayonnement.

Le courant d'ionisation pour une même quantité de rayonnement ionisant dépend de manière complexe de la tension appliquée aux électrodes de la chambre. Cette dépendance est appelée caractéristique courant-tension du détecteur à ionisation.

Chambre d'ionisation utilisé pour mesurer tous les types de rayonnements nucléaires. Structurellement, ils sont conçus comme plats, cylindriques, sphériques ou en forme de dé à coudre avec un volume allant de fractions de cm³ à 5 litres. Généralement rempli d'air. Le matériau de la chambre est du plexiglas, de la bakélite, du polystyrène et éventuellement de l'aluminium. Largement utilisé dans les dosimètres individuels (DK-0.2 ; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24, etc.).

15. Caractéristiques de la contamination radioactive lors d'une explosion nucléaire.

Lors d'une réaction en chaîne de fission, l'U-235 et le Pu-239 dans une bombe atomique, environ 200 isotopes radioactifs d'environ 35 éléments chimiques se forment. Lors d'une explosion nucléaire, une réaction en chaîne de fission se produit instantanément dans toute la masse de la substance fissile, et les isotopes radioactifs qui en résultent sont libérés dans l'atmosphère, puis tombent sur le sol sous la forme d'une traînée radioactive étendue.

L'ensemble de la zone de contamination radioactive de la zone, selon le degré de contamination, est divisé en 4 zones dont les limites sont caractérisées par : doses de rayonnement pendant la désintégration complète – ré ∞à Röntgens et niveaux de rayonnement 1 heure après l'explosion P1 en R/h.

Riz. 2.1. Zones de contamination radioactive lors d'une explosion nucléaire

Noms des zones (entre parenthèses les valeurs P 1 (R/h), D ∞ (P)) : A – infection modérée(8 R/h, 40 R), B – fort(80 R/h, 400 R), B – dangereux(240 R/h, 1200 R), G - infection extrêmement dangereuse(800 R/h, 4000 R).

Les ouvrages de référence montrent la taille des zones en fonction de la puissance de l'explosion et de la vitesse du vent dans les couches supérieures de l'atmosphère - la longueur et la largeur de chaque zone sont indiquées en km. En général, une zone est considérée comme contaminée si le niveau de rayonnement est 0,5 droite/h - en temps de guerre et 0,1 mR/h en temps de paix (rayonnement de fond naturel à Yaroslavl - 0,01 mR/h,)

En raison de la désintégration des substances radioactives, le niveau de rayonnement diminue constamment, selon le rapport

Р t = Р 1 t – 1,2

R.

Riz. 2.2. Réduire le niveau de rayonnement à la suite d'une explosion nucléaire

Graphiquement, il s’agit d’une exponentielle en forte baisse. L'analyse de ce rapport montre qu'avec une multiplication par sept du temps, le niveau de rayonnement diminue de 10 fois. La baisse des radiations après l’accident de Tchernobyl a été beaucoup plus lente

Pour toutes les situations possibles, les niveaux et les doses de rayonnement sont calculés et tabulés.

Pour la production agricole, la contamination radioactive de la zone constitue le plus grand danger, car les personnes, les animaux et les plantes sont exposés non seulement à une irradiation gamma externe, mais également à l'intérieur lorsque des substances radioactives pénètrent dans le corps avec l'air, l'eau et la nourriture. Chez les personnes et les animaux non protégés, en fonction de la dose reçue, un mal des rayons peut survenir, et les plantes agricoles ralentissent leur croissance, réduisent le rendement et la qualité des produits agricoles et, en cas de dommages graves, la mort des plantes se produit.

16. Méthodes de base de mesure de la radioactivité (absolue, calculée et relative (comparative) Efficacité du compteur. Caractéristique de comptage (de fonctionnement).

La radioactivité des médicaments peut être déterminée par la méthode absolue, calculée et relative (comparative). Ce dernier est le plus courant.

Méthode absolue. Une fine couche du matériau étudié est appliquée sur un film mince spécial (10-15 µg/cm²) et placée à l'intérieur du détecteur, ce qui permet d'utiliser l'angle solide complet (4p) pour enregistrer les particules bêta émises, par exemple. par exemple, et une efficacité de comptage de près de 100 % est atteinte. Lorsque vous travaillez avec un compteur 4p, vous n'avez pas besoin d'introduire de nombreuses corrections, comme avec la méthode de calcul.

L'activité du médicament est exprimée immédiatement en unités d'activité Bq, Ku, mKu, etc.

Par méthode de calcul déterminer l'activité absolue des isotopes émetteurs alpha et bêta à l'aide de compteurs conventionnels à décharge gazeuse ou à scintillation.

Un certain nombre de facteurs de correction sont introduits dans la formule pour déterminer l'activité d'un échantillon, en tenant compte des pertes par rayonnement lors de la mesure.

A = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²

UN- l'activité du médicament dans Ku ;

N- taux de comptage en imp/min moins fond ;

w- correction des conditions de mesure géométriques (angle solide) ;

e- correction du temps de résolution de l'installation de comptage ;

k- correction de l'absorption du rayonnement dans la couche d'air et dans la fenêtre (ou le mur) du comptoir ;

r- correction de l'auto-absorption dans la couche médicamenteuse ;

q- correction de la rétrodiffusion depuis le substrat ;

r- correction du schéma de désintégration ;

g- correction du rayonnement gamma avec rayonnement mixte bêta et gamma ;

m- portion pesée du médicament mesuré en mg ;

2,22×10¹² - facteur de conversion du nombre de désintégrations par minute en Ci (1 Ci = 2,22*10¹² désintégration/min).

Pour déterminer l'activité spécifique, il est nécessaire de convertir l'activité pour 1 mg en 1 kg .

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

Les préparatifs pour la radiométrie peuvent être préparés mince épaisseur ou couche intermédiaire la matière étudiée.

Si le matériau testé a couche de demi-atténuation -D1/2,

Que mince - à d<0,1D1/2, intermédiaire - 0,1D1/2 épais (préparations en couche épaisse) d>4D1/2.

Tous les facteurs de correction eux-mêmes dépendent à leur tour de nombreux facteurs et sont à leur tour calculés à l’aide de formules complexes. Par conséquent, la méthode de calcul demande beaucoup de travail.

Méthode relative (comparative) a trouvé une large application pour déterminer l’activité bêta des médicaments. Il est basé sur la comparaison du taux de comptage d’un étalon (un médicament dont l’activité est connue) avec le taux de comptage du médicament mesuré.

Dans ce cas, les conditions de mesure de l'activité de l'étalon et du médicament testé doivent être totalement identiques.

Avr = Aet* Npr/Net, Où

Aet est l'activité du médicament de référence, dispersion/min ;

Apr - radioactivité du médicament (échantillon), dispersion/min ;

Net - vitesse de comptage par rapport à la norme, imp/min ;

Npr - taux de comptage du médicament (échantillon), imp/min.

Les passeports des équipements radiométriques et dosimétriques indiquent généralement avec quelle erreur les mesures sont effectuées. Erreur relative maximale Les mesures (parfois appelées erreur relative de base) sont indiquées en pourcentage, par exemple ± 25 %. Pour différents types d'instruments, cela peut aller de ± 10 % à ± 90 % (parfois l'erreur du type de mesure pour différentes sections de l'échelle est indiquée séparément).

À partir de l'erreur relative maximale ± d%, vous pouvez déterminer l'erreur maximale absolu erreur de mesure. Si des lectures de l'instrument A sont prises, alors l'erreur absolue est DA=±Ad/100. (Si A = 20 mR et d = ±25 %, alors en réalité A = (20 ± 5) mR. C'est-à-dire dans la plage de 15 à 25 mR.

17. Détecteurs de rayonnements ionisants. Classification. Principe et schéma de fonctionnement d'un détecteur à scintillation.

Le rayonnement radioactif peut être détecté (isolé, détecté) à l'aide de dispositifs spéciaux - des détecteurs dont le fonctionnement est basé sur les effets physiques et chimiques qui surviennent lorsque le rayonnement interagit avec la matière.

Types de détecteurs : ionisation, scintillation, photographique, chimique, calorimétrique, semi-conducteur, etc.

Les détecteurs les plus utilisés sont basés sur la mesure de l'effet direct de l'interaction du rayonnement avec la matière - ionisation du milieu gazeux. chambres d'ionisation;

- compteurs proportionnels ;

- Compteurs Geiger-Muller (compteurs de décharges gazeuses) ;

- compteurs de couronnes et d'étincelles,

ainsi que des détecteurs à scintillation.

Scintillation (luminescente) La méthode de détection des rayonnements est basée sur la propriété des scintillateurs d'émettre un rayonnement lumineux visible (éclairs lumineux - scintillations) sous l'influence de particules chargées, qui sont converties par un photomultiplicateur en impulsions de courant électrique.

Cathode Dynodes Anode Le compteur à scintillation est constitué d'un scintillateur et

PMT. Les scintillateurs peuvent être organiques ou

Inorganique, sous forme solide, liquide ou gazeuse

Condition. Il s'agit d'iodure de lithium, de sulfure de zinc,

Iodure de sodium, monocristaux d'angracène, etc.

100 +200 +400 +500 volts

Fonctionnement PMT :- Sous l'influence des particules nucléaires et des quanta gamma

Dans le scintillateur, les atomes sont excités et émettent des quanta de couleur visible : les photons.

Les photons bombardent la cathode et en font sortir les photoélectrons :

Les photoélectrons sont accélérés par le champ électrique de la première dynode, en éliminent les électrons secondaires, qui sont accélérés par le champ de la deuxième dynode, etc., jusqu'à ce qu'un flux d'avalanche d'électrons se forme qui frappe la cathode et soit enregistré par le circuit électronique de l'appareil. L'efficacité de comptage des compteurs à scintillation atteint 100 % et la résolution est bien supérieure à celle des chambres d'ionisation (10 v-5 - !0 v-8 contre 10¯³ dans les chambres d'ionisation). Les compteurs à scintillation trouvent une application très large dans les équipements radiométriques

18. Radiomètres, fonction, classification.

Sur rendez-vous.

Radiomètres - les appareils destinés à :

Mesures de l'activité des médicaments radioactifs et des sources de rayonnements ;

Détermination de la densité de flux ou de l'intensité des particules et quanta ionisants ;

Radioactivité de surface des objets ;

Activité spécifique des gaz, liquides, solides et substances granulaires.

Les radiomètres utilisent principalement des compteurs à décharge gazeuse et des détecteurs à scintillation.

Ils sont divisés en portables et fixes.

En règle générale, ils sont constitués de : - un détecteur-capteur d'impulsions ; - amplificateur d'impulsions ; - dispositif de conversion ; - numérateur électromécanique ou électronique ; - source haute tension pour le détecteur ; - alimentation électrique pour tous les équipements.

Par ordre d'amélioration, ont été réalisés : les radiomètres B-2, B-3, B-4 ;

radiomètres dékatron PP-8, RPS-2 ; laboratoires automatisés "Gamma-1", "Gamma-2", "Beta-2" ; équipés d'ordinateurs permettant le calcul de plusieurs milliers d'échantillons avec impression automatique des résultats. Installations DP-100, KRK-1, SRP -68 radiomètres sont largement utilisés -01.

Indiquez le but et les caractéristiques de l'un des appareils.

19. Dosimètres, fonction, classification.

L'industrie produit un grand nombre de types d'équipements radiométriques et dosimétriques, qui peuvent être classés :

Par la méthode d'enregistrement du rayonnement (ionisation, scintillation, etc.) ;

Par type de rayonnement détecté (a,b,g,n,p)

Source d'alimentation (secteur, batterie) ;

Par lieu d'application (stationnaire, terrain, individuel) ;

Sur rendez-vous.

Dosimètres - les appareils qui mesurent l'exposition et la dose absorbée (ou débit de dose) de rayonnement. Il se compose essentiellement d'un détecteur, d'un amplificateur et d'un appareil de mesure. Le détecteur peut être une chambre d'ionisation, un compteur à décharge gazeuse ou un compteur à scintillation.

Divisée en débitmètres de dose- ce sont DP-5B, DP-5V, IMD-5 et dosimètres individuels- mesurer la dose de rayonnement sur une période donnée. Il s'agit des DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Ce sont des dosimètres de poche, certains d'entre eux sont à lecture directe.

Il existe des analyseurs spectrométriques (AI-Z, AI-5, AI-100) qui vous permettent de déterminer automatiquement la composition radio-isotopique de n'importe quel échantillon (par exemple, les sols).

Il existe également un grand nombre d'alarmes indiquant un rayonnement de fond excessif et le degré de contamination de la surface. Par exemple, SZB-03 et SZB-04 signalent que le niveau de contamination des mains par des substances bêta-actives est dépassé.

Indiquer la destination et les caractéristiques de l'un des appareils

20. Équipement pour le service radiologique du laboratoire vétérinaire. Caractéristiques et fonctionnement du radiomètre SRP-68-01.

Équipement du personnel des services radiologiques des laboratoires vétérinaires régionaux et des groupes radiologiques spéciaux départementaux ou intercommunaux (dans les laboratoires vétérinaires régionaux)

Radiomètre DP-100

Radiomètre KRK-1 (RKB-4-1em)

Radiomètre SRP 68-01

Radiomètre « Besklet »

Radiomètre - dosimètre -01Р

Radiomètre DP-5V (IMD-5)

Ensemble de dosimètres DP-22V (DP-24V).

Les laboratoires peuvent être équipés d’autres types d’équipements radiométriques.

La plupart des radiomètres et dosimètres ci-dessus sont disponibles au service du laboratoire.

21. Périodisation des aléas lors d'un accident de centrale nucléaire.

Les réacteurs nucléaires utilisent l'énergie intranucléaire libérée lors des réactions de fission en chaîne de l'U-235 et du Pu-239. Au cours d'une réaction de fission en chaîne, à la fois dans un réacteur nucléaire et dans une bombe atomique, environ 200 isotopes radioactifs d'environ 35 éléments chimiques se forment. Dans un réacteur nucléaire, la réaction en chaîne est contrôlée et le combustible nucléaire (U-235) y « brûle » progressivement sur 2 ans. Les produits de fission - isotopes radioactifs - s'accumulent dans l'élément combustible (élément combustible). Une explosion atomique ne peut ni théoriquement ni pratiquement se produire dans un réacteur. À la centrale nucléaire de Tchernobyl, à la suite d'erreurs de personnel et d'une violation flagrante de la technologie, une explosion thermique s'est produite et des isotopes radioactifs ont été libérés dans l'atmosphère pendant deux semaines, emportés par des vents dans différentes directions et, se déposant sur de vastes zones, créant une contamination ponctuelle de la zone. Parmi tous les isotopes r/a, les plus dangereux sur le plan biologique étaient : Iode-131(I-131) – avec une demi-vie (T 1/2) 8 jours, Strontium-90(Sr-90) - T 1/2 -28 ans et Césium - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 ans. À la suite de l'accident, 5 % du combustible et des isotopes radioactifs accumulés ont été rejetés à la centrale nucléaire de Tchernobyl, soit 50 MCi d'activité. Pour le césium 137, cela équivaut à 100 pièces. 200 kt. bombes atomiques. Il existe aujourd'hui plus de 500 réacteurs dans le monde et un certain nombre de pays tirent 70 à 80 % de leur électricité de centrales nucléaires, la Russie 15 %. Compte tenu de l’épuisement des réserves de combustibles organiques dans un avenir proche, la principale source d’énergie sera le nucléaire.

Périodisation des aléas après l'accident de Tchernobyl :

1. période de danger aigu pour l'iode (iode - 131) pendant 2-3 mois ;

2. période de contamination de surface (radionucléides à vie courte et moyenne) - jusqu'à fin 1986 ;

3. période d'entrée des racines (Cs-137, Sr-90) - de 1987 pendant 90 à 100 ans.

22. Sources naturelles de rayonnements ionisants. Rayonnement cosmique et substances radioactives naturelles. Dose de l'ERF.

1. Sources naturelles de rayonnements ionisants (iii)

Le rayonnement de fond naturel se compose de :

Rayonnement cosmique ;

Rayonnement provenant de substances radioactives naturelles présentes dans la terre

roches, eau, air, matériaux de construction ;

Rayonnement provenant de substances radioactives naturelles contenues dans les plantes

et le monde animal (y compris les humains).

Rayonnement cosmique - divisé par primaire il s'agit d'un flux continu de noyaux d'hydrogène (protons) - 80 % et de noyaux d'éléments légers (hélium (particules alpha), lithium, béryllium, bore, carbone, azote) - 20 %, s'évaporant des surfaces des étoiles, des nébuleuses et le soleil et amplifié (accéléré) à plusieurs reprises dans les champs électromagnétiques des objets spatiaux jusqu'à une énergie de l'ordre de 10 10 eV et plus. (Dans notre galaxie - Voie Lactée - 300 milliards d'étoiles et galaxies 10 14)

En interaction avec les atomes de la coque aérienne de la Terre, ce rayonnement cosmique primaire donne naissance à des courants secondaire le rayonnement cosmique, qui est le plus grand de tous les rayonnements et particules élémentaires connus (mésons ± mu et pi - 70 % ; électrons et positrons - 26 %, protons primaires - 0,05 %, quanta gamma, neutrons rapides et ultrarapides).

Substances radioactives naturelles divisé en trois groupes :

1) L'uranium et le thorium avec leurs produits de désintégration, ainsi que le potassium-40 et le rubidium-87 ;

2) Isotopes moins courants et isotopes avec un grand T 1/2 (calcium-48, zirconium-96, néodyme-150, samarium-152, rhénium-187, bismuth-209, etc.) ;

3) Carbone 14, tritium, béryllium -7 et -9 - formés en continu dans l'atmosphère sous l'influence du rayonnement cosmique.

Le plus répandu dans la croûte terrestre est le rubidium-87 (T 1/2 = 6,5.10 10 ans), puis l'uranium-238, le thorium-232, le potassium-40. Mais la radioactivité du potassium 40 dans la croûte terrestre dépasse la radioactivité de tous les autres isotopes réunis (T 1/2 = 1,3 10 9 années). Le potassium 40 est largement dispersé dans les sols, notamment argileux, son activité spécifique est de 6,8.10 -6 Ci/g.

Dans la nature, le potassium est constitué de 3 isotopes : stables K-39 (93 %) et K-41 (7 %) et radioactif K-40 (01 %). La concentration de K-40 dans les sols est de 3 à 20 nKu/g (pico - 10 -12),

La moyenne mondiale est estimée à 10. Ainsi, dans 1 m³ (2 tonnes) - 20 µKu, dans 1 km² - 5Ku (couche racinaire = 25 cm). La teneur moyenne en U-238 et Th-232 est estimée à 0,7 nKu/g. Ces trois isotopes créent le débit de dose du fond naturel du sol = environ 5 μR/h (et la même quantité du rayonnement cosmique) Notre fond (8-10 μR/h en dessous de la moyenne. Fluctuations à travers le pays 5-18, en le monde jusqu'à 130 et même jusqu'à 7000 microR/h.

Matériaux de construction créer un rayonnement gamma supplémentaire à l'intérieur des bâtiments (dans le béton armé jusqu'à 170 mrad/an, dans ceux en bois - 50 mrad/an).

Eau,Étant un solvant, il contient des composés complexes solubles d’uranium, de thorium et de radium. Dans les mers et les lacs, la concentration d'éléments radioactifs est plus élevée que dans les rivières. Les sources minérales contiennent beaucoup de radium (7,5*10 -9 Cu/l) et de radon (2,6*10 -8 Cu/l). Le potassium 40 présent dans les eaux des rivières et des lacs est à peu près identique à celui du radium (10 -11 Cu/l).

Air(atmosphère) contient du radon et du thoron libérés par les roches terrestres ainsi que du carbone 14 et du tritium formés en continu dans l'atmosphère sous l'influence de neutrons du rayonnement cosmique secondaire interagissant avec l'azote et l'hydrogène de l'atmosphère. L'accumulation de radon dans des bâtiments mal ventilés est particulièrement dangereuse. Une norme a été adoptée dans les bâtiments nouvellement construits 100 Bq/m³, dans les bâtiments occupés 200 Bq/m³, si 400 Bq/m³ est dépassé, des mesures sont prises pour réduire le radon ou l'usage du bâtiment est réutilisé. Les calculs montrent qu'avec des concentrations de radon de 16 et 100 Bq/m³, la dose annuelle sera respectivement de 100 mrem et 1 rem. Concentration réelle"11 Bq/m³

Les plantes et les animaux absorbent de manière très intensive les isotopes radioactifs K-40, C-14, H-3 de l'environnement (ce sont les éléments constitutifs des molécules protéiques). D'autres radionucléides dans une moindre mesure.

L'irradiation interne de la plupart des organes est due à la présence de K-40 dans ceux-ci. La dose annuelle à partir de K-40 sera : pour la moelle osseuse rouge - 27 mrad

Poumons - 17 mrad

Gonades -15 mrad

Pour les autres radionucléides présents dans l'organisme, la dose sera de 1/100, 1/1000 de ces valeurs. L'exception est le radon, qui pénètre dans les poumons par inhalation et crée une dose pouvant atteindre 40 mrad par an.

Ainsi, ce n'est que par irradiation naturelle et externe et interne qu'une personne reçoit une dose annuelle de 200 mrads (mrem) (ou 2mSv)

depuis iii Passage terrestre.- 167 (exposition interne de K-40 et Rn-222......... 132 mrem)

(irradiation externe de K-40, U-238, Th-232, Rb-87........... 35 mrems)

depuis iii Origine cosmique .- 32 (irradiation externe des quanta g, m, mésons p.... .30mrem)

(irradiation interne de S-14, N-3.................. 2 mamans)

conclusions.1. La dose due à l'exposition externe au rayonnement naturel est de 65 mrem, soit 30 % de la dose totale. Nous mesurons uniquement cette partie de la dose avec des dosimètres.

2. La contribution du radon à la dose annuelle est de 25 à 40 %.

Les fumeurs recevoir une dose supplémentaire de rayonnement dans les poumons à partir du Po-210 radioactif (dans une cigarette, il y a 7 mBq Po). Selon les statistiques américaines, la mortalité due au tabagisme est plus élevée que celle due à l'alcool - 150 000 heures/an.

Au cours des derniers millénaires, la situation radiologique sur Terre a été stable. Dans les conditions de ce fond de rayonnement, l'évolution de la flore et de la faune a eu lieu et toutes les générations précédentes de personnes ont vécu.

24. Sources artificielles de rayonnements ionisants (installations à rayons X, explosions expérimentales nucléaires, énergie nucléaire, dispositifs techniques modernes).

Les sources de rayonnement artificiel créent une charge de dose supplémentaire pour les humains et sont divisées en quatre grands groupes.

1) Appareils à rayons X utilisés en médecine à des fins diagnostiques et thérapeutiques.

2) Explosions d'essais nucléaires.

3) Énergie nucléaire (entreprises du cycle du combustible nucléaire - NFC).

4) Un certain nombre de dispositifs techniques modernes (cadrans de montres et instruments de mesure lumineux, téléviseurs, écrans d'ordinateurs, installations à rayons X et gamma pour la détection des défauts, la visualisation des objets dans les aéroports, la tomodensitométrie, etc.).

Selon l'ICDAR, si l'on prend la dose annuelle équivalente provenant des sources de rayonnement naturelles (200 mrem) à 100 %, alors les sources artificielles représenteront en plus :

Irradiation par des appareils à rayons X - 20 % (40 mrem) ; (par personne moyenne)

Testez les poisons. explosions de 7% au début des années 60. jusqu'à 0,8% dans les années 80 (tendance à la baisse) ;

L'énergie nucléaire de 0,001 % du fond naturel en 1965 à 0,05 % en 2000 (légère tendance à la croissance) ;

Pour les appareils techniques (TV, ordinateurs, etc.) - valeurs négligeables.

Installations à rayons X - par arrêté du ministère de la Santé, les doses sont déterminées pour

· fluorographie des organes thoraciques jusqu'à 0,6 mSv (image dentaire 0,1-0,2 mrem)

· fluoroscopie des poumons jusqu'à 1,4 mSv, de l'estomac jusqu'à 3,4 mSv (340 mrem)

Explosions d'essais nucléaires

De 1945 à 1962, 423 explosions tests ont été réalisées dans l'atmosphère pour une puissance totale de plus de 500 Mt (URSS, USA, France, Chine, Grande-Bretagne). Des tests souterrains sont toujours en cours.

Lors d'une explosion nucléaire, une réaction en chaîne de fission de noyaux d'éléments lourds (U 235, Pu 239) se produit sous l'influence de neutrons. Au cours de la réaction, environ 250 isotopes de 35 x sont formés. éléments, dont 225 sont radioactifs. (Exemple - couper une pastèque avec 235 graines) Les radionucléides résultants ont des demi-vies différentes - fractions de seconde, secondes, minutes, heures, jours, mois, années, siècles, millénaires et millions d'années.

Parmi ce grand nombre de fragments nucléaires et leurs produits de descendance, 10 radionucléides présentent un intérêt pour la radiobiologie vétérinaire et la radioécologie des animaux d'élevage en raison de leurs caractéristiques radiotoxicologiques et physiques.

La plupart des radionucléides sont des émetteurs bêta et gamma. L'iode-131, le baryum-140, le strontium-89 sont particulièrement dangereux dans les premiers mois. Par la suite, le strontium-90 et le césnium-137.

Au cours des 35 années qui ont suivi l'arrêt des essais d'armes nucléaires, tous les produits des explosions nucléaires sont tombés du réservoir de l'atmosphère et de la stratosphère sur la surface principalement de l'hémisphère nord de la Terre, augmentant ainsi la contamination des terres par le Sr-90 et le Cs. -137 à 0,2 Ku/km², maintenant elle est descendue à 0,1 Ku/km². (pour les humains - oralement)

Pouvoir nucléaire - il s'agit d'entreprises interconnectées du cycle du combustible nucléaire (extraction, enrichissement et traitement du minerai d'uranium, production de crayons de combustible, combustion dans les centrales nucléaires, traitement des crayons de combustible, élimination des déchets, démantèlement des centrales nucléaires usagées).

Malgré les risques radiologiques et environnementaux des centrales nucléaires, leur nombre augmente d'année en année. Il existe plus de 500 réacteurs de puissance en service dans le monde, d'une capacité totale d'environ 30 000 MW. Ils fournissent 17 % de la consommation énergétique mondiale.

L'énergie nucléaire est la méthode de production d'électricité existante la plus respectueuse de l'environnement (avec un fonctionnement sans problème). Une centrale au charbon pollue l'environnement avec des radiations plusieurs fois plus qu'une centrale nucléaire de même puissance.

Mais un certain nombre d'accidents au cours des dernières décennies dans des centrales nucléaires, incl. le plus grand de la centrale nucléaire de Tchernobyl - 26/04/86, entraîne une grave contamination radioactive de vastes zones.

Les isotopes les plus dangereux sur le plan biologique étaient l'iode-131, l'otrontium-90 et le chii-137.

25. Modèles de mouvement des substances radioactives dans la biosphère. Unités de strontium.

Les substances radioactives provenant d'explosions nucléaires, les émissions d'urgence des entreprises du cycle du combustible nucléaire, les déchets radioactifs non enterrés de la manière établie sont inclus dans les composantes de la biosphère - abiotique (sol, eau, air) et biotique (flore, faune) et participent au cycle biologique des substances.

Le chemin le plus court des substances radioactives vers l'homme, à l'exclusion de l'entrée directe depuis l'atmosphère, passe par les moyens agricoles. plantes et animaux enchaînés : sol – plante – humain ; sol – plante – animal – humain. Lors de l’accident de Tchernobyl, 50 MCu d’activité ont été rejetés dans l’atmosphère. Parmi ceux-ci, 20 % sont des isotopes d'iode 131 et 15 % de césium et jusqu'à 2 % de strontium.

L'iode, pénétrant dans l'organisme des humains et des animaux, se concentre en plus grande quantité (de 20 à 60 %) dans la glande thyroïde, perturbant ses fonctions

En passant d'un objet de la biosphère à un autre, le césium et le strontium se comportent de la même manière que le potassium et le calcium (puisqu'ils sont leurs analogues en termes de propriétés physiques), pénétrant finalement dans le corps des animaux et des humains, atteignant une concentration maximale dans les organes physiologiquement riches en ces éléments ( césium dans les muscles, strontium dans les os, coquilles).

Il existe une certaine proportionnalité de cette accumulation pour 1 gramme de calcium ou de potassium, exprimée en unités de strontium (SU).

1CE = 1 nCu Sr-90 pour 1 gramme de Ca (nano = 10 -9)

Le rapport du nombre de CE du lien ultérieur d'un système biologique au précédent est appelé coefficient de discrimination (CD) Sr-90 par rapport au calcium.

CD = CE dans l'échantillon de fourrage / CE dans le sol.

De nombreuses autres questions de transition dans les maillons des chaînes biologiques sont peu étudiées.

26. Toxicité des isotopes radioactifs.

Les isotopes radioactifs de tout élément chimique, lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme, participent au métabolisme au même titre que les isotopes stables d'un élément donné. La toxicité des radionucléides est due à :

· type et énergie du rayonnement (la principale caractéristique qui détermine la toxicité),

· demi-vie;

· propriétés physiques et chimiques de la substance dans laquelle le radionucléide est entré dans l'organisme ;

· type de répartition entre les tissus et les organes ;

· taux d'élimination du corps.

Le concept de LET a été introduit - transfert d'énergie linéaire (il s'agit de la quantité d'énergie (en keV) transférée par une particule ou un quantum à une substance par trajet unitaire (en microns)). LET - caractérise l'ionisation spécifique et est associé à l'EBR (efficacité biologique relative) d'un type particulier de rayonnement. (Cela a été mentionné plus tôt dans les conférences)

Les radionucléides ayant des demi-vies très courtes (fractions de seconde) et très longues (millions d'années) ne peuvent pas créer une dose efficace dans l'organisme et donc causer de graves dommages.

Les isotopes les plus dangereux ont une demi-vie de plusieurs jours à plusieurs décennies.

Par ordre décroissant de risque radiologique, les radionucléides sont divisés en 4 groupes de radiotoxicité (selon NRB - groupes de risque radiologique).

Groupe Radiotoxicité	Radionucléide	Concentration annuelle moyenne admissible dans l'eau, K u/l
A - radiotoxicité particulièrement élevée (r/t)	Pb-210, Po-210, Ra-226, Th-230, etc.	10 -8 - 10 -10
B - avec une radiotoxicité élevée	J-131, Bi-210, U-235, Sr-90, etc.	10 -7 - 10 -9
A - radiotoxicité moyenne	P-32, Co-60, Sr-89, Cs-137, etc.	10 -7 - 10 -8
A - radiotoxicité la plus faible	C-14, Hg-197, H-3 (tritium), etc.	10 -7 - 10 -6

NRB - établir la concentration admissible de tous les radionucléides dans l'air de la zone de travail, l'atmosphère, l'eau, l'apport annuel dans l'organisme par les organes respiratoires, par les organes digestifs, le contenu dans un organe critique.

27. Réception, distribution, accumulation de substances radioactives dans les tissus et organes et leur élimination du corps des animaux.

Les radionucléides peuvent pénétrer dans le corps des animaux :

· aérosol - par les poumons lors de l'inhalation d'air pollué ;

· oralement - par le tube digestif avec de la nourriture et de l'eau (la voie principale) ;

· résorbable - à travers les muqueuses, la peau et les plaies.

L'effet biologique des radionucléides lors de l'absorption interne dépend de l'état d'agrégation de la substance. L'effet le plus important est exercé par les substances radioactives sous forme de gaz et de composés solubles dans l'eau. Ils sont absorbés intensément et en grande quantité dans le sang, se propageant rapidement dans tout le corps ou se concentrant dans les organes concernés. Des particules radioactives insolubles peuvent persister longtemps sur les muqueuses des poumons et du tractus gastro-intestinal, provoquant des dommages locaux causés par les radiations.

Les aérosols P/actifs de taille inférieure à 0,5 microns, pénétrant dans les poumons, sont presque complètement éliminés lors de l'expiration, les particules de 0,5 à 1 microns sont retenues à 90 %, les particules de poussière de plus de 5 microns sont enregistrées jusqu'à 20 %. Les particules plus grosses, se déposant dans les voies respiratoires supérieures, sont expectorées et pénètrent dans l'estomac. La plupart des nucléides bêta retenus dans les poumons sont rapidement absorbés dans le sang et certains restent longtemps dans les poumons.

La quantité relative d'absorption des radio-isotopes par le corps dépend de son rapport avec le support. Transporteur d'isotopes c'est un isotope non radioactif de cet élément (par exemple J-125 pour J-131). Support non isotopique - un autre élément est un analogue chimique d'un isotope radioactif (Ca pour Sr-90, K pour Cs-137).

L'absorption et le dépôt d'un radionucléide dans les tissus sont directement proportionnels à son rapport avec le support.

Avec la principale voie d'entrée de substances radioactives dans l'organisme par le tractus gastro-intestinal, la résorption (absorption) de certains radionucléides est comprise entre 100 et 0,01 % (Cs, J - 100 %, Sr - de 9 à 60 %, Cj - 30%, Po - 6% , U-3%, Pu-0,01%).

La répartition des radionucléides dans l'organisme peut être similaire aux isotopes stables de ces éléments (par exemple, le calcium va au système squelettique, l'iode à la glande thyroïde) ou uniforme dans tout l'organisme.

On distingue les types de distribution d'éléments radioactifs suivants :

uniforme(H, Cs, Rb, K, etc.) - hépatique (Cérium, Pu, Th, Mg, etc.)

squelettique (ostéotrope)(Ca, Sr, Ra, etc.) rénal (Bi, Sbantimoine, U, Asarsenic)

stimulant la thyroïde(J, Br brome).

L'organe dans lequel se produit une concentration sélective du radionucléide et à la suite duquel il est exposé au rayonnement et aux dommages les plus importants) est appelé critique.

Les poumons et le tractus gastro-intestinal sont des organes critiques lorsque des composés radionucléides insolubles y pénètrent. Pour l'iode, l'organe critique est toujours la glande thyroïde, pour le strontium, le calcium, le radium, toujours les os.

Le système hématopoïétique et les gonades, qui sont les systèmes les plus vulnérables même à de faibles doses de rayonnement, sont des organes critiques pour tous les radionucléides.

Les types de répartition des radionucléides dans l'organisme sont les mêmes pour toutes les espèces de mammifères (y compris l'homme).

Les jeunes animaux se caractérisent par une absorption et un dépôt plus intenses de radionucléides dans les tissus. Chez les femmes enceintes, les isotopes radioactifs traversent le placenta et se déposent dans les tissus du fœtus.

Les isotopes radioactifs (ainsi que les isotopes stables) sont excrétés à la suite d'un échange avec les matières fécales, l'urine, le lait, les œufs et d'autres moyens.

Demi-vie biologique(Tb) est le temps pendant lequel la moitié de la quantité entrante d'un élément est excrétée par le corps. Mais la perte de l'isotope est accélérée dans le corps en raison de la désintégration radioactive. (Caractérisé par T 1/2)

La perte réelle de radionucléides du corps est exprimée demi-vie efficace , (Teff ).

Teff = (Tb ·T 1/2)/(Tb +T 1/2)

Calculons pour CS-137(T b = 0,25 ans, T 1/2 = 30 ans. T eff = (0,25*30)/(0,25+ 30) = 0,24 an (90 jours)

Les radionucléides à Teff court (Cs-137, Y-90yttrium, Ba-140, etc.), lorsqu'ils sont introduits dans l'organisme une fois ou pendant une courte période avec presque la même dose, peuvent provoquer une évolution aiguë ou chronique du mal des rayons, après laquelle se produit une normalisation rapide de l'image sanguine et de l'état général de l'animal.

Dans les mêmes conditions d'exposition à des radionucléides à forte teneur en Teff (Sr-90, Ra-226 Pu-239, etc.), il existe une différence significative dans les doses provoquant l'évolution aiguë ou chronique de la maladie. La période de récupération de la maladie est très longue, des tumeurs malignes apparaissent souvent, la thrombocytopénie, l'anémie, l'infertilité et d'autres troubles persistent pendant de nombreuses années.

Chez les animaux destinés à l'abattage pour la viande, ces effets n'ont peut-être pas le temps de se manifester, mais chez les bovins reproducteurs et laitiers, le danger de leur apparition est bien réel.

Les animaux de la chaîne alimentaire humaine servent en quelque sorte de filtre aux radionucléides et réduisent leur pénétration dans le corps humain avec la nourriture.

28. Toxicologie de l'isotope biologiquement actif J-131.

D'après le manuel

29. Toxicologie de l'isotope biologiquement actif Cs-137.

D'après le manuel

30. Toxicologie de l'isotope biologiquement actif Sr-90.

D'après le manuel

31. Idées modernes sur le mécanisme d'action biologique des rayonnements ionisants.

1 Idées modernes sur le mécanisme d'action biologique de i.i.

Lorsque les particules alpha, bêta, les rayonnements gamma et X et les neutrons interagissent avec les tissus corporels, les étapes suivantes passent séquentiellement :

-Interaction électrique rayonnement pénétrant avec des atomes (temps - billionièmes de seconde) - séparation des électrons - ionisation du milieu (il s'agit d'un processus de transfert d'énergie, bien qu'en petites quantités, mais très efficace).

-Modifications physico-chimiques (milliardièmes de seconde), les ions résultants participent à une chaîne complexe de réactions, formant des produits de haute activité chimique : oxyde hydraté HO 2, peroxyde d'hydrogène H 2 O 2, etc., ainsi que des radicaux libres H, OH (tissus à 60-70 % est constitué d'eau en masse). Dans une molécule d'eau, le rapport de H à O est de 2 : 16 ou 1 : 8 (par amu). Ainsi, sur 50 kg d’eau chez une personne standard pesant 70 kg, environ 40 kg sont de l’oxygène.

-Des modifications chimiques. Au cours des millionièmes de seconde suivants, les radicaux libres réagissent entre eux et avec des molécules de protéines, des enzymes, etc. via une chaîne de réactions oxydatives (pas encore entièrement comprises), provoquant une modification chimique de molécules biologiquement importantes.

-Effets biologiques - les processus métaboliques sont perturbés, l'activité des systèmes enzymatiques est supprimée, la synthèse de l'ADN et la synthèse des protéines sont perturbées, des toxines se forment, des processus physiologiques précoces se produisent (inhibition de la division cellulaire, formation de mutations, changements dégénératifs). La mort cellulaire est possible en quelques secondes ou des modifications ultérieures de celle-ci, ce qui peut conduire au cancer (peut-être dans 2 à 3 décennies).

En fin de compte, les fonctions vitales des fonctions ou systèmes individuels et de l'organisme dans son ensemble sont perturbées.

Le résultat de l'effet biologique des rayonnements est, en règle générale, une perturbation des processus biochimiques normaux avec des modifications fonctionnelles et morphologiques ultérieures dans les cellules et les tissus de l'animal.

Le mécanisme de l'action biologique est complexe et mal compris, il existe plusieurs hypothèses et théories (Londres, Timofeev-Resovsky, Tarusev, Kudryashev, Kuzin, Gorizontov, etc.).

Prend place:

La théorie de l'action directe et indirecte des rayonnements ionisants, se manifestant par l'effet de dilution et l'effet de l'oxygène,

Théorie de la cible ou des touches,

Hypothèse stochastique (probabiliste),

Théorie des radiotoxines lipidiques (primaires) et des réactions en chaîne,

Théorie structurale et métabolique (Kuzin),

L'hypothèse d'un fond endogène de radiorésistance accrue et le concept immunobiologique.

Toutes les théories n'expliquent que certains aspects (particuliers) du mécanisme de l'action biologique primaire des rayonnements ionisants et ne sont pas entièrement confirmées expérimentalement chez les animaux à sang chaud.

L'étape considérée est définie comme primaire (immédiat) l'effet du rayonnement sur les processus biochimiques, les fonctions et les structures des organes et des tissus.

Seconde phase- action indirecte , est causée par des changements neurogènes et humoraux qui se produisent dans le corps sous l’influence des radiations.

(Deux formes de régulation dans l'organisme : nerveuse et humorale (interaction à travers les milieux liquides internes - sang, liquide tissulaire, etc.) - liens d'une seule régulation neurohumorale des fonctions).

L'effet humoral ou indirect des rayonnements se produit par l'intermédiaire de substances toxiques (radiotoxines) formées dans le corps lors du mal des rayons (les principaux syndromes de radiolésion se développent - modifications du sang, vomissements, etc.).

32. L'effet des rayonnements ionisants sur la cellule.