Главная » Свойства и применение

Радиоактивное излучение свойства и применение

Свойства радиоактивных излучений

Чтобы понять, как различные радиоактивные изотопы и излучения действуют «а организм, и разработать мероприятия по защите людей от этих вредных факторов, необходимо иметь представление о сущности радиоактивности и свойствах важнейших видов радиоактивных излучений.

Радиоактивные изотопы отличаются от стабильных тем, что в их атомах происходят ядерные превращения, в результате которых освобождается энергия в виде излучений, и возникают другие элементы. Вследствие радиоактивного распада количество радиоактивных атомов данного вещества постепенно убывает. Радиоактивный распад происходит с постоянной, присущей каждому изотопу скоростью. Это объясняется тем, что в единицу времени распадается определенная доля его атомов. Интенсивность радиоактивного распада выражают в периоде полураспада, т. е. в величине промежутка времени, в течение которого начальное количество радиоактивного вещества уменьшится в 2 раза. Каждый радиоактивный изотоп имеет свой период полураспада. У одних он очень короток, например у Р20 только 10,7 секунды, уР31— 8,1 дня; их называют короткоживущими изотопами. У других изотопов период полураспада очень велик, например у Со60— 5,3 года, у Бг90 — 28 лет, у Иа226 — 1590 лет; их называют долгоживущими. Ускорить или замедлить радиоактивный распад обычными средствами нельзя.

Для гигиенических целей знание периода полураспада радиоактивного изотопа имеет большое значение. Так, например, если спецодежда или рабочая поверхность загрязнены короткоживущими изотопами, то обезвреживание их не вызывает затруднения, так как начальная величина загрязнения вскоре значительно снизится в результате распада.

Кроме периода полураспада, радиоактивные изотопы отличаются характером и энергией излучения (табл. 18). Они испускают три основных вида излучений: альфа (а), бета (Р) и гамма (у)излучение. Общим свойством этих радиоактивных излучений является то, что, проникая в какую-нибудь среду, они вызывают на своем пути ионизацию атомов и молекул, составляющих вещество среды, вследствие чего они получили общее название ионизирующих излучений[XVIII].

В определенных условиях человек может подвергнуться воздействию и других видов ионизирующих излучений, например позитронов, нейтронов, рентгеновых лучей и т. д.

Рассмотрим свойства основных видов ионизирующих излучений.

Гамма-излучение представляет собой поток фотонов электромагнитного излучения. Гамма-излучение по сравнению с другими имеет наименьшую ионизирующую силу. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью: в воздухе они пробегают десятки и сотни метров, пронизывают человеческое тело и даже слой свинца толщиной в несколько сантиметров не задерживает их полностью. Поэтому радиоактивные изотопы гамма-излучатели могут оказывать

действие на человеческий организм не только в том случае, если они проникли внутрь его через легкие, пищеварительный тракт или поврежденную кожу (внутреннее облучение), но и тогда, когда они находятся вне организма даже на значительном расстоянии от него (внешнее облучение).

Бета-излучение представляет собой поток быстролетящих электронов с различной энергией. Среди естественных и искусственных радиоактивных изотопов многие распадаются с образованием бета-излучения. Бета-излучение вызывает во много раз большую ионизацию среды, чем гамм-аизлучение. Но бета-излучение обладает меньшей проникающей способностью, чем гамма-лучи. В зависимости от энергии электронов пробег их в воздухе составляет от долей миллиметра до 15 м, в воде и тканях человеческого тела—в среднем 4-10 мм при максимуме 17,4 мм. Слой стекла, плексигласа или алюминия толщиной в несколько миллиметров полностью задерживает бета-излучение.

В связи с указанными свойствами бета-излучатели значительно опаснее при попадании внутрь организма, чем при внешнем облучении его. В последнем случае они сильнее всего воздействуют на глаза и кожные покровы.

Позитроны, выделяемые некоторыми искусственными радиоактивными изотопами, по своим ионизирующим и проникающим свойствам сходны с бета-излучением.

Альфа-излучение представляет собой поток быстро летящих положительно запряженных ядер гелия. Альфа-излучение наблюдается, как правило, у тяжелых радиоактивных элементов (радий, уран и др.). Ионизирующая способность альфа-частицы огромна; на своем пути в воздухе она образует до 150 000—200 000 пар ионов. В то же время проникающая способность альфалучей ничтожна; в воздухе они пробегают до 9 см, в воде и тканях тела — лишь несколько десятков микрон. Лист бумаги или алюминиевая фольга толщиной 0,05 мм задерживает альфа-излучение. Поэтому внешнее облучение альфа-лучами не представляет опасности; достаточно отдалить источник на несколько сантиметров от тела или установить между ними тонкий экран, чтобы излучение было полностью поглощено. Однако при попадании внутрь организма альфа-излучатели вследствие большой ионизирующей силы являются наиболее опасными; вся энергия их излучения поглощается в малом объеме ткани и дает интенсивный эффект. Поэтому при одном и том же количестве поглощенной тканями энергии альфа-излучение дает в 10 раз больший биологический эффект, чем гамма и бета-излучение.

Нейтроны (нейтральные частицы) являются составными частями атомных ядер. Излучение нейтронов имеет место в атомных реакторах, при работе ускорителей элементарных частиц в физических лабораториях и при взрывах атомных бомб. Нейтроны обладают почти такой же проникающей способностью, как и гамма-лучи.

Особенностью действия нейтронов является то, что при облучении ими из некоторых стабильных элементов могут возникать радиоактивные вещества, что называют наведенной радиоактивностью. Так, например, при облучении человека потоком нейтронов фосфор, сера, натрий и некоторые другие элементы, входящие в состав тканей организма, частично превращаются в радиоактивные изотопы и в свою очередь воздействуют на организм.

Пред. статья След. статья

Большая Энциклопедия Нефти Газа

Магнитный толщиномер с универсальной шкалой. а - внешний вид. б - принципиальная схема.

Для контроля толщины покрытий предложены различные методы, основанные на использовании радиоактивных излучений .

Кроме указанных существуют и другие методы измерения расхода, основанные на использовании радиоактивных излучений. ультразвуковых колебаний, магнитных свойств жидкости.

Применение радиоактивных изотопов в технике развивается в двух направлениях: а) для получения меченых атомов и б) использования радиоактивных излучений .

Одним из таких методов, обеспечивающих непрерывность контроля при его высокой точности и надежности, и является контроль покрытий, и не только белой жести, но и других видов покрытий, с использованием радиоактивных излучений .

В настоящее время радиационно-химические реакции используются в химической промышленности в производстве различных полимеров и некоторых других химических продуктов, в медицине при лечении ряда заболеваний. В пищевой промышленности перспективным является использование радиоактивного излучения. главным образом р - и у-лучей, для стерилизации, пастеризации и дезинсекции пищевых продуктов пищевого сырья, для задержания прора стания картофеля при его хранении.

Многие задачи ставит перед физической химией развивающаяся атомная промышленность. Это вопросы, связанные с влиянием излучений на свойства материалов, с использованием радиоактивных излучений. со свойствами плазмы - четвертого состояния вещества, осуществляющегося при очень высоких температурах.

Эффективность подобного электрического элемента станет понятной, если указать, что один электрон внешнего облучения высвобождает до 200 тыс. внутренних электронов. Несмотря на низкий коэффициент полезного действия ( около 1 %) при использовании радиоактивного излучения. источник активностью 50 милликюри ( например, из стронция-90) дает возможность создавать маломощные, по сути дела почти бесплатные, источники электрической энергии.

Радиационной стойкостью материалов называется степень сохранения электрических, механических и других свойств после действия на диэлектрики корпускулярных или волновых радиоактивных излучений высокой энергии. Радиационная стойкость учитывается в случае: использования диэлектриков в зоне сильного действия излучений; при использовании радиоактивных излучений для синтеза, полимеризации и обработки материала.

Принятые в СНГ методы защиты от биопоражения - озонирование и ультрафиолетовое облучение - за рубежом сейчас признаны непригодными. Известен положительный опыт с использованием радиоактивного излучения. но это требует значительных капитальных затрат. Наиболее эффективным средством остается ввод биоцидов и использование биостойких СОТС. Английской фирмой London and Coastal, занимающейся сбором и переработкой отработанных смазочных материалов, организован новый вид услуг - стерилизация СОТС для металлообрабатывающей промышленности.

Контроль заполнения бункеров осуществляется указателями уровня материала. Чувствительные элементы приборов ( датчики) устанавливают в критических местах. Существует большое количество принципиальных решений конструкций уровнемеров: мембранные, поплавковые, с проволочным гибким щупом, фотоэлектрические, работающие с использованием радиоактивных излучений. и ряд других.

Современная промышленность выпускает значительные количества радиоактивных изотопов, которые могут использоваться как источники ионизирующих излучений или в качестве так называемых меченых атомов. Применение меченых атомов основано на том, что поведение атомов радиоактивных изотопов в большинстве случаев не отличается от поведения стабильных изотопов, но наличие радиоактивных излучений позволяет обнаружить ничтожные количества данного элемента. Методы обнаружения и измерения радиоактивных излучений отличаются самой высокой чувствительностью среди других методов при сравнительной простоте выполнения. Использование радиоактивных излучений основано на их ионизирующем действии.

Радиоактивное излучение изменяет химические свойства некоторых веществ, возбуждая реакции, которые при обычных условиях трудно или совсем невозможно осуществить. Например, при радиационном способе полимеризации ряд веществ, которые нельзя полимеризовать обычным химическим способом, вступает в процесс полимеризации. В последнее-время были созданы многочисленные конструкции приборов для радиоактивного регулирования сложных производственных процессов, протекающих в условиях высоких скоростей, температур, давлений. Все это указывает на огромное значение использования радиоактивных излучений в химии.

В таких случаях обычные методы выборочного контроля путем испытания образцов, взятых от некоторой части партии деталей, являются недостаточными. Надежные результаты могут быть получены лишь при условии проведения 100 % - ного контроля непосредственно на деталях. В настоящее время разработаны и изготовляются для этой цели рентгеновские аппараты, разработаны и изготовляются установки с использованием радиоактивных излучений. разработаны и изготовляются магнитные дефектоскопы.

. Copyright 2008 - 2014 by Знание

Радиоактивное излучение, его виды и опасность для человека

November 6, 2012

Радиоактивное излучение подразделяется на разные виды. Основное их сходство заключается в том, что все они высокоэнергетичны, проявляют биологическое действие эффектами ионизации с последующим протеканием химических реакций в структурах живых клеток, приводящих их к гибели. Наши органы чувств не воспринимают ионизирующее излучение: мы не видим его, не слышим и не ощущаем воздействия на наш организм.

Радиоактивное излучение составляют заряженные и незаряженные частицы, а также кванты. Население земного шара ежедневно встречаются с ними. В первую очередь это радиационный фон, который составляют три компонента:

– космическое излучение, приходящее на Землю из космического пространства;

– излучение от естественных радионуклидов строительных материалов, воздуха и воды;

– излучение от природных ионизирующих веществ, которые попадают внутрь нашего организма с пищей и водой, фиксируются тканями и аккумулируются в теле человека на всю жизнь.

Человек, кроме того, подвергается воздействию искусственного излучения, которое широко применяется в народном хозяйстве. В области медицины, например, ионизирующее излучение используется очень широко.

Радиоактивное излучение и его виды

Для того чтобы эффективно защититься от ионизирующего излучения, необходимо хорошо знать его виды и свойства. Радиоактивное излучение можно разделить на две основные группы: электромагнитное и корпускулярное.

Рентгеновское и g-излучения относят к широкому диапазону электромагнитных волн, они располагаются за радиоволнами, светом и ультрафиолетовыми лучами. Они отличаются только длиной волны. Самая короткая длина волны и, соответственно, наибольшая частота электромагнитных колебаний в спектре электромагнитных волн принадлежит g- и рентгеновскому излучению. При меньшей длине волны, энергия излучения выше, так же как и проникающая способность.

Солнце - источник рентгеновских лучей, которые отчасти поглощаются земной атмосферой. Они также генерируются некоторыми аппаратами (ускорителями) для диагностики больных.

Гамма-излучение возникает при ядерных реакциях и распаде радиоактивных веществ. Оно легко проходит через тело человека.

Бета-излучением называется поток электронов и позитронов, его частицы имеют элементарный отрицательный (электрон) или положительный (позитрон) заряд. Возникают они при радиоактивном распаде в ядрах атомов и излучаются оттуда. Могут проникать сквозь воду при толщине слоя 1-2 см. При облучении бета-частицами на открытых участках кожи образовываются радиационные ожоги, а при попадании внутрь организма с пищей, воздухом и водой облучение происходит в теле и приводит к серьезному лучевому поражению.

Альфа-излучением называется поток положительно заряженных тяжелых частиц, которые тяжелее бета-частиц в 7300 раз. Эти частицы испускаются в момент радиоактивного распада некоторых элементов, но при большой ионизирующей способности проникают в ткани человеческого тела на малую глубину, повреждая только поверхность кожи. Обычный лист бумаги защищает от их воздействия.

Нейтроны – это не несущие заряда частицы, однако, при аварийной обстановке играют существенную роль, обладая мощной проникающей способностью. От нейтронного излучения защищают материалы, содержащие водород (парафин, полиэтилен).

Биологическое действие радиоактивного излучения

Все мероприятия, защищающие от воздействия ионизации, основываются на знании свойств определенного вида излучения, их проникающей способности.

Радиоактивное излучение воздействует на организм следующим образом.

  • Ионизирующее излучение коварно тем, что никак не ощущается. Дозиметрические приборы - это своеобразные дополнительные органы, которые предназначены для восприятия радиации.
  • Явные поражения кожных покровов, недомогания, характерные для лучевой болезни, появляются не сразу, а только через какое-то время; дозы облучения суммируются скрыто.

Источники: http://all-gigiena.ru/lit/uchebnik-gigieni-gabovich/svojstva-radioaktivnix-izluchenij, http://www.ngpedia.ru/id65425p2.html, http://fb.ru/article/42015/radioaktivnoe-izluchenie-ego-vidyi-i-opasnost-dlya-cheloveka

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения