Навігація
Головна
Сучасні засоби виявлення радіаційної та хімічної обстановки,...Сучасні засоби виявлення радіаційної і хімічної обстановки, що...Статистичний аналіз ефектівАтмосферні. Ефекти, що призводять до екологічних катастрофЗовнішні ефекти і суспільні благаЕкономічний ефект заходів щодо безпеки життєдіяльностіЗовнішні ефекти і виробництво суспільних товарівЕфекти, "помилки" і феномени соціального сприйняттяЕфекти СМК на індивідуальному рівніОсновні ефекти, встановлювані при лонгитюдних схемах
 
Головна arrow Екологія arrow Теоретичні основи захисту навколишнього середовища
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Радіаційні ефекти

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

При взаємодії жорсткого випромінювання і високоенергетичних часток з речовиною відбувається процес іонізації. Енергія часток, здатних іонізувати середовище, визначається кінетичної енергією, а для фотонів рентгенівського і γ-випромінювань - співвідношенням hv (h - постійна Планка; ν - частота випромінювання). Енергія іонізуючих частинок, як правило, виражається в електрон-вольтах (еВ) (1 еВ = 1,6 · 10 -19 Дж = 1,6 · 10 -12 ерг).

Потік Ф іонізуючих частинок визначається відношенням числа часток, що проходять через дану поверхню за одиницю часу, тобто Ф = dN / dt.

Щільність потоку φ визначається відношенням dΦ / dS, а потік енергії іонізуючих частинок - величиною Ф E = dE / dt. Дана величина визначається відношенням сумарної енергії d Е всіх часток, що йдуть в даному напрямку за розглянутий проміжок часу dt.

Поглинена доза. Основоположною дозиметричної величиною, використовуваної при кількісних оцінках впливу радіації на людину, є поглинута доза D п іонізуючого випромінювання (доза випромінювання), що дорівнює відношенню середньої енергії dE іонізуючого випромінювання, поглиненої в розглянутому обсязі, до одиниці маси dm речовини в даному обсязі:

(5.41)

У СІ одиницею поглиненої дози є грей (Гр), рівний джоулю, поглиненому в кілограмі речовини. Позасистемною одиницею поглиненої дози є радий (р), рівний 100 ерг / г; 1 рад = 10 -2 Гр.

Відношення приросту поглиненої дози dD до інтервалу часу dt, за який воно сталося, називається потужністю поглиненої дози:

(5.42)

Значення Р прийнято виражати в грей в секунду - Гр / с; грей на годину - Гр / год і т.д. Якщо закон зміни потужності дози з часом P (t) відомий, то доза за час t може бути знайдена за допомогою формули

(5.43)

Співвідношення між імовірністю виникнення радіаційного ефекту і дозою прийнято називати залежністю доза - ефект. Для стохастичних ефектів ця залежність в обмеженому інтервалі доз може бути апроксимована лінійною залежністю. У такому випадку середня доза може вважатися показником ймовірності подальших стохастичних ефектів. Для детермінованих (соматичних) ефектів залежність доза - ефект нелінійна.

Еквівалентна і ефективна дози. Біологічний вплив іонізуючого випромінювання залежить не тільки від поглиненої дози випромінювання, а й від глибини проникнення в живий організм. Якщо радіаційне поле представлено різними по вигляду і енергії випромінюваннями з різними ваговими множниками W R, які відносяться до дозі, взятої за певним обсягом речовини, то для оцінки радіаційної небезпеки опромінення людини в такому полі вводиться еквівалентна доза, що дорівнює сумі творів поглинених доз компонент випромінювання на відповідні їм вагові множники:

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

(5.44)

де D T, R - поглинена доза, усереднена по Т-й тканини або органу і освічена R-м випромінюванням.

Одиницею виміру еквівалентної дози служить зіверт (Зв), рівний джоулю на кілограм. В якості одиниці еквівалентної дози тривалий час використовувався біологічний еквівалент рентгена (бер): 1 бер = 10 -2 Зв. Визначення потужності еквівалентної дози аналогічно визначенню потужності поглиненої дози.

Співвідношення між еквівалентною дозою і ймовірністю стохастичних ефектів залежить і від особливостей органу або тканини, подвергнувшихся впливу іонізуючого випромінювання. Тому доцільно ввести ще один ваговий коефіцієнт - так званий тканинний ваговій множник W T (індекс T відноситься до відповідної тканини або органу). Множник W T являє собою відносний внесок даного органа або тканини в повний збиток, викликаний стохастическими ефектами при тотальному, рівномірному опроміненні всього тіла.

Введемо тепер поняття ефективної дози. Вона визначається як сума зважених еквівалентних доз НТ у всіх тканинах і органах тіла:

(5.45)

Використання поняття ефективної дози дозволяє врахувати відносний ризик опромінення різних органів.

Експозиційна доза. Експозиційна доза характеризує міру іонізаційного дії рентгенівського та γ-випромінювання; вона визначається за іонізації повітря при електронному рівновазі, що зводяться до умові рівності між енергією випромінювання, поглиненої в деякому об'ємі речовини, і сумарною кінетичною енергією вторинних частинок - електронів і позитронів, утворених в тому ж об'ємі речовини під дією первинного випромінювання. Для визначення експозиційної дози вимірюється загальний електричний заряд іоноводного знака, що виникають у повітрі під час опромінення.

data-override-format="true" data-page-url = "http://stud.com.ua">

Нехай при вимірюванні в обсязі V повітря утворено N пар іонів (рівне числу іонів одного знака). Тоді

(5.46)

де W - середня енергія, що витрачається на утворення однієї пари іонів в повітрі, рівна 34 еВ: m V - маса повітря об'ємом V.

Одиницею експозиційної дози в СІ є один кулон на кілограм (Кл / кг). Позасистемною одиницею експозиційної дози служить рентген (R). 1 рентген - це така доза, при якій в 1 см 3 повітря при температурі 0 ° С і тиску 760 мм рт. ст. утворюється 2,08 • 10 9 пар іонів. 1 R = 2,56 · 10 -4 Кл / кг = 88 ерг / г, тобто одна рентген приблизно дорівнює одному раду. Ця позасистемна одиниця та її частки - мілірентген (mR), рівний 10 -3 R, мікрорентген (мкR), рівний 10 -6 R та ін., Широко використовуються на практиці.

Колективна доза. При розгляді радіаційних ефектів, пов'язаних з опроміненням груп (популяцій) людей, вводиться поняття про колективну дозі. Сформулюємо поняття колективної дози в інтегральній формі. Припустимо, що досить велика кількість людей N (P) знаходиться в полі випромінювання з потужністю дози, що припадає на малий інтерват від Р до Р + dР. Тоді колективна потужність дози P S виражається формулою

(5.47)

причому передбачається, що потужність дози залежить від часу t.

Якщо залежність потужності дози від часу в проміжку від t 1 до t 2 відома, то колективну дозу можна знайти, проинтегрировав величину P S (t) в межах t 1 - t 2:

(5.48)

Парціальної дозою називають колективну дозу, обумовлену дією конкретного джерела за весь період його існування:

(5.49)

де P Sk (t) - парціальна колективна потужність дози в момент t.

Якщо є декілька джерел, то загальна колективна доза дорівнює сумі парціальних доз. Накопичення парціальної дози відбувається за весь час дії джерела, тому вивчення її тимчасового поведінки дозволяє прогнозувати подальший розвиток радіаційних умов, пов'язаних з випромінюванням цього джерела.

Якщо колективна доза визначається на підставі інформації про розподіл опромінюваних людей за індивідуальними дозам, отриманим (або які будуть отримані) від будь-якого джерела, то можна уявити величину D S з урахуванням для всіх N осіб значень доз від 0 до D max у формі

(5.50)

Спрощений варіант цієї формули в дискретній формі, широко використовуваний на практиці, має вигляд

(5.51)

де D i - середнє значення індивідуальної дози для i-го дозового інтервалу; N (D i) - число людей, які отримали дозу, що припадає на i-й інтервал; n - повне число інтервалів, на які припадають всі значення індивідуальних доз.

Якщо в якості індивідуальної дози використовується поглинена доза, то колективну дозу називають колективної поглиненою дозою; одиницею виміру служить людино-грей. Якщо ж індивідуальної дозою є еквівалентна або ефективна доза, то говорять про колективну еквівалентної або колективної ефективної дозі відповідно. У таких випадках одиницею виміру є людино-зіверт.

Таким чином, поняття колективної дози дозволяє оцінити майбутній очікуваний збиток, пов'язаний з опроміненням даної популяції. Термін "очікуваний" дає можливість зв'язати очікування такого збитку з практикою, що приводить до опромінення.

Інтенсивність радіоактивного розпаду. За основний процес при радіоактивності прийнятий 1 розпад, що супроводжується випусканням а- або β-частинок, нейтронів і γ-випромінювання. За умови, якщо в 1 с відбувається 1 розпад, подібну інтенсивність (активність) розпаду прийнято оцінювати в 1 бекерель (Бк). Застосовувані раніше одиниці активності пов'язані співвідношенням: 1 Рд (Резерфорд) = 10 шість Бк; 1 Кі (кюрі) = 3,7 • 10 10 Бк.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Cхожі теми

Сучасні засоби виявлення радіаційної та хімічної обстановки, використовувані позаштатними аварійно-рятувальними формуваннями
Сучасні засоби виявлення радіаційної і хімічної обстановки, що використовуються позаштатними аварійно-рятувальними формуваннями
Статистичний аналіз ефектів
Атмосферні. Ефекти, що призводять до екологічних катастроф
Зовнішні ефекти і суспільні блага
Економічний ефект заходів щодо безпеки життєдіяльності
Зовнішні ефекти і виробництво суспільних товарів
Ефекти, "помилки" і феномени соціального сприйняття
Ефекти СМК на індивідуальному рівні
Основні ефекти, встановлювані при лонгитюдних схемах
 
Дисципліни
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук