ЗАВДАННЯ 1. Розв'язати задачі 1 - 5 за наведеним прикладом
ПРАКТИЧНА РОБОТА № 5
Радіаційне забруднення навколишнього середовища.
Теоретичні відомості.
Радіоактивність– це самовільне перетворення ядер атомів одних елементів у інші.
Іонізуюче випромінювання поділяється на 2 види:
- електромагнітне (фотонне), до якого належать рентгенівське і γ-випромінювання,
- корпускулярне (α, β, нейтрони, протони).
Доза випромінювання– це кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглинена одиницею маси середовища, що опромінюється. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози випромінювання.
1. Для характеристики джерела випромінювання по ефекту іонізації застосовується так названа експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених часток в одиниці маси атмосферного повітря. За одиницю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань приймається кулон на кілограм – 1 Кл/кг. Несистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань є рентген.
2.Поглинена доза випромінювання визначається як енергія, поглинена одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг). У системі СІ поглинена доза виміряється в греях (Гр).
3. Для оцінки впливу іонізуючого випромінювання на конкретну біологічну тканину використовується еквівалентна доза Dекв. Вона залежить від коефіцієнта відносної біологічної ефективності даного виду випромінювання η. Для рентгенівського, гама-, бета- випромінювань η =1; для альфа-випромінювання η =20; для нейтронів η =3÷10. Одиницею вимірювання еквівалентної дози в системі СІ використовується зіверт(Зв), названий на честь одного з перших дослідників по радіаційній безпеці. 1Зв = 100 бер =1 Гр× η.
Дія іонізуючого випромінювання на людину:
– органи чуття не реагують на випромінювання;
– малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
– випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але й на його спадкоємців (генетичний ефект);
- різні органи організму мають певну чутливість до випромінювання.
Критичний орган – це орган, тканина, частина тіла, опромінення якого в даних умовах завдає найбільшого збитку здоров’ю.
Залежно від цього всі органи поділені на три групи:
I група – усе тіло; червоний кістковий мозок;
II група – м’язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталик ока й інші (за винятком, що належать до I і III груп);
III група – шкіряний покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, щиколотки і стопи.
Серед усього населення є група людей, що вибрала для себе професію, пов’язану з дослідженнями, експлуатацією устаткування, яке має у своєму складі радіоактивні речовини. Є люди, які в силу незалежних від них обставин, опинилися на території, де побудовані, базуються атомні об’єкти. Виходячи з цього, усе населення (усі люди) поділене також на 3 групи:
Група “А” – постійно безпосередньо працюючі з джерелами іонізуючих випромінювань (оператори АЕС, фізики-атомщики, плавсклад атомних судів і т. д.).
Група “Б” – особи, що за умовами проживання або розміщення робочих місць можуть потрапляти під вплив іонізуючих випромінювань (мешкають у зоні АЕС, працюють у районі атомних лабораторій, заводів і т. д.).
Група “В” – усе населення.
Основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:
1) зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів (“захист кількістю”);
2) скорочення часу роботи з джерелом (“захист часом”);
3) збільшення відстані від джерел до працюючих (“захист відстанню”);
4) екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання (“захист екраном”).
ЗАВДАННЯ 1. Розв'язати задачі 1 - 5 за наведеним прикладом.
Виведемо закон радіоактивного розпаду. Під періодом напіврозпаду (Т) прийнято розуміти певний проміжок часу, за який встигає розпастися половина ядер даної кількості речовини (часток, ядер, атомів, енергетичних рівнів і т.д.).
Нехай початкова вага радіоактивного елементу у початковий момент часу (t1 = 0) дорівнює Мпоч. Тоді по закінченні періоду напіврозпаду кількість радіоактивної речовини дорівнюватиме Мпоч/2.
Знаючи період напіврозпаду радіоактивного елемента, можна обчислити його залишок на будь-який момент часу:
,
де 
- кінцева вага речовини,
- початкова вага речовини,
- кількість періодів напіврозпаду:
,
де t - час спостереження,
Т - період напіврозпаду. Одиниці вимірювання t і Т мають бути однакові! Основна одиниця вимірювання – це період напіврозпаду (Т).
Приклад розв'язку.
Обчислити скільки залишиться радіоактивного ізотопу Йоду J131, який має період напіврозпаду 8 діб, через місяць, якщо зараз його кількість складає 10 кг.
 |
Дано: n=30/8=3,75
Т=8 діб
t=1 місяць=30 діб =10/23,75=0,743 кг
=10 кг
- ?
1. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу вуглецю С14, який має період напіврозпаду 5,6 тис. років, якщо через 22,4 тис років його кількість складе 60 г.
2. Обчислити скільки залишиться радіоактивного ізотопу вуглецю С14, який має період напіврозпаду 5,6 тис. років, через 22,4 тис років, якщо зараз його кількість складає 60г.
3. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу вуглецю С11, який має період напіврозпаду 20 хв., якщо через 3 год. його кількість складе 70 г.
4. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу Фосфору Р32, який має період напіврозпаду 14 діб., якщо через 1 квартал його кількість складе 80 г.
5. Обчислити початкову кількість радіоактивного ізотопу Йоду J131, який має період напіврозпаду 8 діб., якщо через 0,5 року його кількість складе 300 г.