Tema: Detección y medida de radiaciones ionizantes. Métodos básicos para medir la radiactividad Correlación entre los niveles de radiación y la contaminación del suelo
Efecto fotoeléctrico Efecto Compton Formación de pares
2. En dispersión Compton El cuanto gamma transfiere parte de su energía a uno de los electrones externos del átomo. Este electrón en retroceso, adquiriendo una energía cinética significativa, la gasta en la ionización de la sustancia (esto ya es una ionización secundaria, ya que el cuanto g, después de haber eliminado el electrón, ya ha producido una ionización primaria).
El cuanto g después de una colisión pierde una parte significativa de su energía y cambia su dirección de movimiento, es decir se disipa.
El efecto Compton se observa en una amplia gama de energías de rayos gamma (0,02-20 MeV).
3. Formación de vapor. Los rayos gamma que pasan cerca del núcleo atómico y tienen una energía de al menos 1,02 MeV se convierten en dos partículas, un electrón y un positrón, bajo la influencia del campo del núcleo atómico. Parte de la energía de un cuanto gamma se convierte en la masa equivalente de dos partículas (según la relación de Einstein E=2me*C²= 1,02 MeV). La energía restante del cuanto gamma se transfiere al electrón y al positrón resultantes en forma de energía cinética. El electrón resultante ioniza átomos y moléculas, y el positrón se aniquila con cualquiera de los electrones del medio, formando dos nuevos cuantos gamma con una energía de 0,51 MeV cada uno. Los cuantos gamma secundarios gastan su energía en el efecto Compton y luego en el efecto fotoeléctrico. Cuanto mayor sea la energía de los rayos gamma y la densidad de la sustancia, más probable será el proceso de formación de pares. Por ello, se utilizan metales pesados, como el plomo, para proteger contra los rayos gamma.
Los rayos X interactúan con la materia de manera similar debido a estos mismos tres efectos.
- Radiación de rayos X característica y bremsstrahlung. Diferencias y similitudes entre los rayos X y la radiación gamma. Ley de atenuación de la radiación gamma.
La bremsstrahlung característica surge como resultado de la excitación de un átomo, cuando los electrones que se han transferido a la órbita exterior regresan a la órbita más cercana al núcleo y emiten un exceso de energía en forma de radiación de rayos X característica (su frecuencia es característica de cada elemento químico). Las máquinas de rayos X utilizan una radiación de rayos X característica. Cuando las partículas beta (electrones) interactúan con una sustancia, además de la ionización de los átomos de esta sustancia, las partículas beta (electrones), al interactuar con la carga positiva de los núcleos, doblan su trayectoria (desaceleran) y al mismo tiempo. pierden su energía en forma de rayos X bremsstrahlung.
Los rayos gamma se emiten desde los núcleos de los isótopos p/a durante su desintegración, y los rayos X surgen durante las transiciones electrónicas dentro de las capas electrónicas de un átomo. La frecuencia de los rayos gamma es mayor que la frecuencia de los rayos X y son penetrantes. El poder en la materia y los efectos de interacción son aproximadamente los mismos.
Cuanto más gruesa sea la capa absorbente, más se debilitará el flujo de rayos gamma que la atraviesa.
Para cada material, se estableció experimentalmente una capa de media atenuación D1/2 (este es el espesor de cualquier material que atenúa la radiación gamma a la mitad).
Es igual para aire -190 m, madera -25 cm, tejido biológico -23 cm, suelo -14 cm, hormigón -10 cm, acero -3 cm, plomo -2 cm. (D1/2»r/23)
Razonando de la misma manera que al derivar la ley de desintegración p/a, obtenemos:
D/D1/2 -D/D1/2 - 0,693D/D1/2
I = Iо / 2 o Yo = Yo * 2(otro tipo de notación I = Iоe)
donde: I es la intensidad de los rayos gamma después de atravesar una capa absorbente de espesor D;
I® - intensidad inicial de los rayos gamma.
10. Problemas de dosimetría y radiometría. Irradiación externa e interna del cuerpo. La relación entre actividad y dosis generada por su radiación gamma. Métodos de protección contra fuentes de radiación locales. .
Dosimetría- se trata de una determinación cuantitativa y cualitativa de cantidades que caracterizan los efectos de las radiaciones ionizantes sobre la materia utilizando diversos métodos físicos y el uso de equipos especiales.
Radiometria- desarrolla la teoría y la práctica de la medición de la radiactividad y la identificación de radioisótopos.
El efecto biológico de los rayos X y la radiación nuclear en el cuerpo se debe a la ionización y excitación de átomos y moléculas del entorno biológico.
A ¾¾¾® B.objeto
b ¾¾¾® Ionización
G ¾¾¾® es proporcional a ¾¾¾®g
n ¾¾¾® energía absorbida ¾¾¾® n
r ¾¾¾® radiación ¾¾¾® r (radiación de rayos X)
Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada.
La irradiación procedente de fuentes de radiación externas se denomina irradiación externa. La irradiación de sustancias radiactivas que ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos crea radiación interna.
Utilizando el valor de Kg (el valor de la constante gamma se proporciona en los libros de referencia para todos los isótopos p/a), se puede determinar la tasa de dosis de una fuente puntual de cualquier isótopo.
P = Kg A/R²,Dónde
R - tasa de dosis de exposición, R/h
Kg - constante de ionización del isótopo, R/h cm² / mKu
A - actividad, mKu
R - distancia, cm.
Puede protegerse de las fuentes locales de radiación radiactiva protegiéndose, aumentando la distancia a la fuente y reduciendo el tiempo de exposición del cuerpo.
11. Dosis y tasa de dosis. Unidades de medida de exposición, absorbida, equivalente, dosis efectiva.
Dosis de radiación es la cantidad de energía de radiación ionizante absorbida por unidad de volumen (masa) de la sustancia irradiada. En la literatura, documentos de la ICRP (Comisión Internacional de Protección Radiológica), NCRP (Comité Nacional de Rusia) y SCEAR (Comité Científico sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas de las Naciones Unidas), se distinguen los siguientes conceptos:
- Dosis de exposición (poder ionizante de los rayos X y gamma en el aire) en roentgens; radiografía (P): dosis de exposición de rayos X o radiación g (es decir, radiación de fotones), que crea dos mil millones de pares iónicos en 1 cm³ de aire. (Los rayos X miden la exposición de la fuente, el campo de radiación, como dicen los radiólogos, la radiación incidente).
- Dosis absorbida - la energía de la radiación ionizante absorbida por los tejidos del cuerpo en términos de unidad de masa en rads y grises;
Contento (dosis absorbente de radiación - inglés): la dosis absorbida de cualquier tipo de radiación ionizante, a la que se absorbe una energía igual a 100 ergios en 1 g de masa de una sustancia. (En 1 g de tejido biológico de diferente composición, se absorben diferentes cantidades de energía).
Dosis en rads = dosis en roentgens multiplicada por kt, que refleja la energía de la radiación y el tipo de tejido absorbente. Para aire: 1 rad = 0,88 roentgen;
para agua y tejidos blandos 1rad = 0,93R (en la práctica toman 1rad = 1R)
para tejido óseo 1rad = (2-5)P
La unidad adoptada en el sistema C es Gris (1 kg de masa absorbe 1 J de energía de radiación). 1Gy=100 rad (100R)
- Dosis equivalente - dosis absorbida multiplicada por un coeficiente que refleja la capacidad de un determinado tipo de radiación para dañar el tejido corporal en Rem y Sievert. BER (equivalente biológico de una radiografía) es una dosis de cualquier radiación nuclear en la que se crea el mismo efecto biológico en un entorno biológico que con una dosis de rayos X o radiación gamma de 1 roentgen. D en rem = D en roentgen*RBE. RBE - coeficiente de efectividad biológica relativa o coeficiente de calidad (QC)
Para b, gy roentgen. radiación RBE (KK) = 1; para ay protones = 10;
neutrones lentos = 3-5; neutrones rápidos = 10.
Sievert(Sv) es una dosis equivalente de cualquier tipo de radiación absorbida en 1 kg de tejido biológico, creando el mismo efecto biológico que la dosis absorbida de 1 Gy de radiación de fotones. 1 Sv = 100 rem(tu = 100R)
-Dosis equivalente efectiva - dosis equivalente multiplicada por un coeficiente que tiene en cuenta la diferente sensibilidad de los distintos tejidos a la radiación, en Sieverts.
Coeficientes de riesgo de radiación para diferentes tejidos (órganos) humanos, recomendados por la ICRP: (por ejemplo, 0,12 - médula ósea roja, 0,15 - glándula mamaria, 0,25 - testículos u ovarios;) El coeficiente muestra la proporción por órgano individual con irradiación uniforme de todo el cuerpo
En términos biológicos, es importante conocer no sólo la dosis de radiación recibida por un objeto, sino también la dosis recibida por unidad de tiempo.
Tasa de dosis es la dosis de radiación por unidad de tiempo.
D = P/t Por ejemplo, R/h, mR/h, μR/h, μSv/h, mrem/min, Gy/s, etc.
La tasa de dosis absorbida se denomina incremento de dosis por unidad de tiempo.
12 Características de las partículas a, d y radiación g.
Consideraremos las propiedades de diferentes tipos de radiaciones ionizantes en forma de tabla.
| Tipo de radiación | ¿Que representa? | Cargar | Peso | EnergíaMeV | Velocidad | Ionización en aire a 1 cm de recorrido. | Kilometraje...en: Aire Biológico. Telas metálicas | ||
| a | Flujo de núcleos de helio. | Dos correos electrónicos Carga positiva ÅÅ | 4 am | 2 – 11 | 10-20 mil kilómetros por hora | 100-150 mil pares de iones | 2-10 cm | Fracciones de mm (~0,1 mm) | Centésimas de mm |
| b | Flujo de electrones | Neg. elemental. Cargar(-) | 0,000548 soy | 0 – 12 | 0,3-0,99 velocidad de la luz (C) | 50-100 pares de iones | Hasta 25 metros | Hasta 1cm | Unos mm. |
| gramo | El-instante. Radiación yo<10 -11 м (в.свет 10 -7 м) | no tiene | El cuanto g tiene masa en reposo = 0 | De keV a varios MeV | Desde 300.000 km/s | Débil | 100-150 metros | metros | Decenas de cm. |
13. Características de la contaminación radiactiva durante un accidente en una central nuclear.
Yodo-131 Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137
Zonificación tras el accidente (basada en contaminación del suelo con Cs-137 y dosis anual):
Zona de exclusión (reubicación): más de 40 Ci/km² (dosis superior a 50 mSv/año);
Zona de reubicación (voluntaria) – de 15 a 40 Ci/km². (dosis 20 - 50 mSv/año);
Zona de residencia restringida (con reasentamiento temporal de mujeres embarazadas y niños) 5 - 15 Ci/km². (dosis de 5 a 20 mSv/año);
Zona de control de radiación (zona de residencia con estatus socioeconómico preferencial) 1-5 Ci/km² (dosis de 1 a 5 mSv/año).
En la Federación de Rusia, 15 regiones (Bryansk, Kursk, Kaluga, Tula, Oryol, Riazán, etc., entre el 1 y el 43% del territorio) sufrieron contaminación radiactiva parcial (más de 1 Ci/km2) debido al accidente de Chernobyl.
Según la legislación de la Federación de Rusia, la población que vive en tierras con una contaminación (cesio) superior a 1 Ci/km² tiene derecho a beneficios mínimos.
14. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. El principio y esquema de funcionamiento de la cámara de ionización.
cámaras de ionización;
- contadores proporcionales;
Diagrama esquemático del funcionamiento de un detector de ionización.
Esta cámara está llena de aire o de un gas inerte, en la que se ubican dos electrodos (cátodo y ánodo), que crean un campo eléctrico.
El aire seco o el gas son buenos aislantes y no conducen la electricidad. Pero las partículas cargadas alfa y beta, al entrar en la cámara, ionizan el medio gaseoso, y los cuantos gamma primero forman electrones rápidos (fotoelectrones, electrones Compton, pares electrón-positrón) en las paredes de la cámara, que también ionizan el medio gaseoso. Los iones positivos resultantes se mueven hacia el cátodo y los iones negativos hacia el ánodo. Aparece una corriente de ionización en el circuito, proporcional a la cantidad de radiación.
La corriente de ionización para la misma cantidad de radiación ionizante depende de forma compleja del voltaje aplicado a los electrodos de la cámara. Esta dependencia se llama Característica corriente-voltaje del detector de ionización.
Cámara de ionización Se utiliza para medir todo tipo de radiación nuclear. Estructuralmente, están diseñados como planos, cilíndricos, esféricos o en forma de dedal con un volumen que va desde fracciones de cm³ hasta 5 litros. Generalmente lleno de aire. El material de la cámara es plexiglás, baquelita, poliestireno y posiblemente aluminio. Ampliamente utilizado en dosímetros individuales (DK-0.2; KID-1, KID-2, DP-22V, DP-24, etc.).
15. Características de la contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.
Durante una reacción en cadena de fisión, U-235 y Pu-239 en una bomba atómica, se forman alrededor de 200 isótopos radiactivos de aproximadamente 35 elementos químicos. Durante una explosión nuclear, se produce una reacción en cadena de fisión instantáneamente en toda la masa de la sustancia fisible. y los isótopos radiactivos resultantes se liberan a la atmósfera y luego caen al suelo en forma de un rastro radiactivo extendido.
Toda el área de contaminación radiactiva del área, según el grado de contaminación, se divide en 4 zonas, cuyos límites se caracterizan por: dosis de radiación durante la decadencia completa
– re ∞ en Roentgens y Niveles de radiación 1 hora después de la explosión. P 1 en R/h. 
 |
Arroz. 2.1. Zonas de contaminación radiactiva durante una explosión nuclear.
Nombres de zonas (entre paréntesis los valores P 1 (R/h), D ∞ (P)): A – infección moderada(8 R/h, 40 R), B-fuerte(80 R/h, 400 R), B-peligroso(240 R/h, 1200 R), G - infección extremadamente peligrosa(800 R/h, 4000 R).
Los libros de referencia muestran el tamaño de las zonas según la potencia de la explosión y la velocidad del viento en las capas superiores de la atmósfera; la longitud y el ancho de cada zona se indican en km. En general, un área se considera contaminada si el nivel de radiación es 0,5 R/h - en tiempos de guerra y 0,1 mR/h en tiempos de paz (radiación de fondo natural en Yaroslavl - 0,01 mR/h,)
Debido a la desintegración de sustancias radiactivas, hay una disminución constante en el nivel de radiación, en proporción
Р t = Р 1 t – 1,2
R
Arroz. 2.2. Reducir el nivel de radiación tras una explosión nuclear
Gráficamente, se trata de una exponencial que cae abruptamente. El análisis de esta relación muestra que con un aumento de siete veces en el tiempo, el nivel de radiación disminuye 10 veces. El descenso de la radiación tras el accidente de Chernóbil fue mucho más lento
Para todas las situaciones posibles, se calculan y tabulan los niveles y dosis de radiación.
Para la producción agrícola, la contaminación radiactiva de la zona representa el mayor peligro, porque las personas, los animales y las plantas están expuestos no solo a la irradiación gamma externa, sino también internamente cuando las sustancias radiactivas ingresan al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos. En personas y animales desprotegidos, dependiendo de la dosis recibida, pueden producirse enfermedades por radiación y las plantas agrícolas ralentizan su crecimiento, reducen el rendimiento y la calidad de los productos agrícolas y, en caso de daños graves, se produce la muerte de las plantas.
16. Métodos básicos para medir la radiactividad (absoluta, calculada y relativa (comparativa) Eficiencia del medidor. Característica de conteo (operativa).
La radiactividad de los fármacos se puede determinar mediante el método absoluto, calculado y relativo (comparativo). Este último es el más común.
Método absoluto. Se aplica una capa delgada del material en estudio a una película delgada especial (10-15 μg/cm²) y se coloca dentro del detector, como resultado de lo cual se utiliza el ángulo sólido completo (4p) para registrar las partículas beta emitidas, por ejemplo. Por ejemplo, se logra casi el 100% de eficiencia de conteo. Cuando se trabaja con un contador 4p, no es necesario realizar numerosas correcciones, como ocurre con el método de cálculo.
La actividad del fármaco se expresa inmediatamente en unidades de actividad Bk, Ku, mKu, etc.
Por método de cálculo determinar la actividad absoluta de los isótopos emisores alfa y beta utilizando contadores de centelleo o descarga de gas convencionales.
Se introducen varios factores de corrección en la fórmula para determinar la actividad de una muestra, teniendo en cuenta las pérdidas de radiación durante la medición.
A = N/w×e×k×r×q×r×g m×2,22×10¹²
A- actividad de la droga en Ku;
norte- tasa de conteo en imp/min menos fondo;
w- corrección de condiciones de medición geométrica (ángulo sólido);
mi- corrección del tiempo de resolución de la instalación de recuento;
k- corrección por absorción de radiación en la capa de aire y en la ventana (o pared) del mostrador;
r- corrección de la autoabsorción en la capa de fármaco;
q- corrección por retrodispersión del sustrato;
r- corrección del esquema de descomposición;
gramo- corrección de radiación gamma con radiación mixta beta y gamma;
metro- porción pesada del medicamento medido en mg;
2,22×10¹² - factor de conversión del número de desintegraciones por minuto a Ci (1 Ci = 2,22*10¹² desintegraciones/min).
Para determinar la actividad específica, es necesario convertir la actividad por 1 mg a 1 kg. .
Aud = A*10 6, (Ku/kg)
Se pueden preparar preparaciones para radiometría. Delgado grueso o capa intermedia el material que se estudia.
Si el material que se está probando tiene media capa de atenuación - D1/2,
Eso delgado
- en d<0,1D1/2, intermedio
- 0,1D1/2
Todos los factores de corrección, a su vez, dependen de muchos factores y, a su vez, se calculan mediante fórmulas complejas. Por lo tanto, el método de cálculo requiere mucha mano de obra.
Método relativo (comparativo) ha encontrado una amplia aplicación para determinar la actividad beta de fármacos. Se basa en comparar la tasa de recuento de un estándar (un fármaco con actividad conocida) con la tasa de recuento del fármaco medido.
En este caso, deben existir condiciones completamente idénticas al medir la actividad del fármaco estándar y del fármaco de prueba.
Abr = Aet* Npr/Neto, Dónde
Aet es la actividad del fármaco de referencia, dispersión/min;
Abr - radiactividad del fármaco (muestra), dispersión/min;
Neto: velocidad de conteo desde el estándar, imp/min;
Npr: tasa de conteo del medicamento (muestra), imp/min.
Los pasaportes de equipos radiométricos y dosimétricos suelen indicar con qué error se realizan las mediciones. Error relativo máximo Las mediciones (a veces llamado error relativo básico) se indican como un porcentaje, por ejemplo, ± 25%. Para diferentes tipos de instrumentos puede ser de ± 10% a ± 90% (a veces el error del tipo de medición para diferentes secciones de la escala se indica por separado).
A partir del error relativo máximo ± d% se puede determinar el máximo absoluto Error de medición. Si se toman lecturas del instrumento A, entonces el error absoluto es DA=±Ad/100. (Si A = 20 mR y d = ±25%, entonces en realidad A = (20 ± 5) mR. Es decir, en el rango de 15 a 25 mR.
17. Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. Principio y diagrama de funcionamiento de un detector de centelleo.
La radiación radiactiva se puede detectar (aislar, detectar) utilizando dispositivos especiales: detectores, cuyo funcionamiento se basa en los efectos físicos y químicos que surgen cuando la radiación interactúa con la materia.
Tipos de detectores: ionización, centelleo, fotográfico, químico, calorimétrico, semiconductor, etc.
Los detectores más utilizados se basan en medir el efecto directo de la interacción de la radiación con la materia - ionización del medio gaseoso. Estos son: -. cámaras de ionización;
- contadores proporcionales;
- contadores Geiger-Muller (contadores de descarga de gas);
- contadores de corona y chispas,
así como detectores de centelleo.
Centelleo (luminiscente) El método de detección de radiación se basa en la propiedad de los centelleadores de emitir radiación de luz visible (destellos de luz, centelleos) bajo la influencia de partículas cargadas, que se convierten mediante un fotomultiplicador en pulsos de corriente eléctrica.
Cátodo Dinodos Ánodo El contador de centelleo consta de un centelleador y
PMT. Los centelleadores pueden ser orgánicos o
Inorgánico, en sólido, líquido o gas.
Condición. Este es yoduro de litio, sulfuro de zinc,
Yoduro de sodio, monocristales de angraceno, etc.
100 +200 +400 +500 voltios
Operación PMT:- Bajo la influencia de partículas nucleares y cuantos gamma.
En el centelleador, los átomos se excitan y emiten cuantos de color visible: fotones.
Los fotones bombardean el cátodo y eliminan fotoelectrones:
Los fotoelectrones son acelerados por el campo eléctrico del primer dínodo, eliminan de él los electrones secundarios, que son acelerados por el campo del segundo dínodo, etc., hasta que se forma una avalancha de flujo de electrones que golpea el cátodo y es registrado por el circuito electrónico del dispositivo. La eficiencia de conteo de los contadores de centelleo alcanza el 100%. La resolución es mucho mayor que en las cámaras de ionización (10 v-5 - !0 v-8 versus 10¯³ en las cámaras de ionización). Los contadores de centelleo encuentran una aplicación muy amplia en equipos radiométricos
18. Radiómetros, finalidad, clasificación.
Con cita.
Radiómetros - dispositivos destinados a:
Mediciones de la actividad de fármacos radiactivos y fuentes de radiación;
Determinación de la densidad de flujo o intensidad de partículas y cuantos ionizantes;
Radiactividad superficial de objetos;
Actividad específica de gases, líquidos, sólidos y sustancias granulares.
Los radiómetros utilizan principalmente contadores de descarga de gas y detectores de centelleo.
Se dividen en portátiles y estacionarios.
Como regla general, constan de: - un detector-sensor de pulso; - amplificador de impulsos; - convertidor; - numerador electromecánico o electrónico; - fuente de alto voltaje para el detector; - suministro de energía para todos los equipos.
En orden de mejora se produjeron los siguientes: radiómetros B-2, B-3, B-4;
radiómetros decatrón PP-8, RPS-2; laboratorios automatizados “Gamma-1”, “Gamma-2”, “Beta-2” equipados con computadoras que permiten el cálculo de hasta varios miles de muestras con impresión automática de resultados, KRK-1, SRP. -68 radiómetros se utilizan ampliamente -01.
Indique la finalidad y características de uno de los dispositivos.
19. Dosímetros, finalidad, clasificación.
La industria produce una gran cantidad de tipos de equipos radiométricos y dosimétricos, los cuales se pueden clasificar:
Por el método de registro de la radiación (ionización, centelleo, etc.);
Por tipo de radiación detectada (a,b,g,n,p)
Fuente de alimentación (red, batería);
Por lugar de aplicación (fijo, de campo, individual);
Con cita.
Dosímetros - dispositivos que miden la exposición y la dosis absorbida (o tasa de dosis) de radiación. Básicamente constan de un detector, un amplificador y un dispositivo de medición. El detector puede ser una cámara de ionización, un contador de descarga de gas o un contador de centelleo.
Dividido en medidores de tasa de dosis- estos son DP-5B, DP-5V, IMD-5 y dosímetros personales- medir la dosis de radiación durante un período de tiempo. Estos son DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Son dosímetros de bolsillo, algunos de ellos de lectura directa.
Existen analizadores espectrométricos (AI-Z, AI-5, AI-100) que le permiten determinar automáticamente la composición de radioisótopos de cualquier muestra (por ejemplo, suelos).
También hay una gran cantidad de alarmas que indican el exceso de radiación de fondo y el grado de contaminación de la superficie. Por ejemplo, SZB-03 y SZB-04 indican que se ha superado la cantidad de contaminación de las manos con sustancias betaactivas.
Indique el propósito y las características de uno de los dispositivos.
20. Equipo para el departamento radiológico del laboratorio veterinario. Características y funcionamiento del radiómetro SRP-68-01.
Equipo de personal para los departamentos de radiología de los laboratorios veterinarios regionales y grupos radiológicos especiales de distrito o entre distritos (en los laboratorios veterinarios regionales)
Radiómetro DP-100
Radiómetro KRK-1 (RKB-4-1em)
Radiómetro SRP 68-01
Radiómetro “Besklet”
Radiómetro - dosímetro -01Р
Radiómetro DP-5V (IMD-5)
Conjunto de dosímetros DP-22V (DP-24V).
Los laboratorios pueden equiparse con otros tipos de equipos radiométricos.
La mayoría de los radiómetros y dosímetros anteriores están disponibles en el departamento del laboratorio.
21. Periodización de los peligros durante un accidente en una central nuclear.
Los reactores nucleares utilizan la energía intranuclear liberada durante las reacciones en cadena de fisión del U-235 y Pu-239. Durante una reacción en cadena de fisión, tanto en un reactor nuclear como en una bomba atómica, se forman unos 200 isótopos radiactivos de unos 35 elementos químicos. En un reactor nuclear, la reacción en cadena está controlada y el combustible nuclear (U-235) se "quema" gradualmente durante 2 años. Los productos de fisión (isótopos radiactivos) se acumulan en el elemento combustible (elemento combustible). Una explosión atómica no puede ocurrir en un reactor ni teórica ni prácticamente. En la central nuclear de Chernobyl, como resultado de errores de personal y una grave violación de la tecnología, se produjo una explosión térmica y durante dos semanas se liberaron isótopos radiactivos a la atmósfera, transportados por los vientos en diferentes direcciones y, depositándose en vastas áreas, creando una contaminación irregular del área. De todos los isótopos r/a, los más biológicamente peligrosos fueron: Yodo-131(I-131) – con una vida media (T 1/2) 8 días, Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 años. Como resultado del accidente, en la central nuclear de Chernobyl se liberó el 5% del combustible y los isótopos radiactivos acumulados: 50 MCi de actividad. En el caso del cesio-137, esto equivale a 100 piezas. 200 nudos. bombas atómicas. Ahora hay más de 500 reactores en el mundo y varios países obtienen entre el 70 y el 80% de su electricidad de centrales nucleares, en Rusia el 15%. Teniendo en cuenta el agotamiento de las reservas de combustibles orgánicos en el futuro previsible, la principal fuente de energía será la nuclear.
Periodización de los peligros tras el accidente de Chernobyl:
1. período de peligro agudo por yodo (yodo - 131) durante 2-3 meses;
2. período de contaminación de la superficie (radionucleidos de vida corta y media): hasta finales de 1986;
3. período de entrada de raíz (Cs-137, Sr-90): desde 1987 durante 90-100 años.
22. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes. Radiación cósmica y sustancias radiactivas naturales. Dosis de ERF.
1. Fuentes naturales de radiaciones ionizantes (iii)
La radiación de fondo natural consiste en:
Radiación cósmica;
Radiación de sustancias radiactivas naturales que se encuentran en la tierra.
rocas, agua, aire, materiales de construcción;
Radiación de sustancias radiactivas naturales contenidas en las plantas.
y el mundo animal (incluidos los humanos).
Radiación cósmica - dividido por primario Se trata de una corriente que cae continuamente de núcleos de hidrógeno (protones), 80% y núcleos de elementos ligeros (helio (partículas alfa), litio, berilio, boro, carbono, nitrógeno), 20%, que se evaporan de las superficies de estrellas, nebulosas y el sol y amplificado (acelerado) repetidamente en los campos electromagnéticos de los objetos espaciales hasta una energía del orden de 10 10 eV y superior. (En nuestra galaxia, la Vía Láctea, hay 300 mil millones de estrellas y galaxias 10 14)
Al interactuar con los átomos de la capa de aire de la Tierra, esta radiación cósmica primaria da origen a corrientes. secundario radiación cósmica, que es la más grande de todas las partículas y radiaciones elementales conocidas (± mesones mu y pi - 70%; electrones y positrones - 26%, protones primarios - 0,05%, cuantos gamma, neutrones rápidos y ultrarrápidos).
Sustancias radiactivas naturales. dividido en tres grupos:
1) Uranio y torio con sus productos de desintegración, así como potasio-40 y rubidio-87;
2) Isótopos menos comunes e isótopos con una T 1/2 grande (calcio-48, circonio-96, neodimio-150, samario-152, renio-187, bismuto-209, etc.);
3) Carbono-14, tritio, berilio -7 y -9: se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de la radiación cósmica.
El más común en la corteza terrestre es el rubidio-87 (T 1/2 = 6.5.10 10 años), luego el uranio-238, el torio-232 y el potasio-40. Pero la radiactividad del potasio-40 en la corteza terrestre supera la radiactividad de todos los demás isótopos combinados (T 1/2 = 1,3 · 10 9 años). El potasio-40 está ampliamente disperso en los suelos, especialmente en los arcillosos, su actividad específica es 6,8,10 -6 Ci/g.
En la naturaleza, el potasio se compone de 3 isótopos: K-39 estable (93%) y K-41 (7%) y K-40 radiactivo (01%). La concentración de K-40 en el suelo es de 3-20 nKu/g (pico - 10 -12),
El promedio mundial se considera 10. Por lo tanto, en 1 m³ (2 toneladas) - 20 µKu, en 1 km² - 5Ku (capa de raíz = 25 cm). El contenido medio de U-238 y Th-232 se considera de 0,7 nKu/g. Estos tres isótopos crean la tasa de dosis del fondo natural del suelo = aproximadamente 5 μR/h (y la misma cantidad de la radiación cósmica) Nuestro fondo (8-10 μR/h por debajo del promedio. Fluctuaciones en todo el país 5-18, en el mundo hasta 130 e incluso hasta 7000 microR/h.
Materiales de construcción crean radiación gamma adicional dentro de los edificios (en hormigón armado hasta 170 mrad/año, en edificios de madera - 50 mrad/año).
Agua, Al ser un disolvente, contiene compuestos complejos solubles de uranio, torio y radio. En mares y lagos la concentración de elementos radiactivos es mayor que en los ríos. Los manantiales minerales contienen mucho radio (7,5*10 -9 Cu/l) y radón (2,6*10 -8 Cu/l). El potasio-40 en las aguas de ríos y lagos es aproximadamente igual que el radio (10 -11 Cu/l).
Aire(atmósfera) contiene radón y torón liberados de las rocas terrestres y carbono-14 y tritio que se forman continuamente en la atmósfera bajo la influencia de neutrones de la radiación cósmica secundaria que interactúan con el nitrógeno y el hidrógeno de la atmósfera. La acumulación de radón en edificios mal ventilados es especialmente peligrosa. Se ha adoptado una norma para los edificios de nueva construcción de £ 100 Bq/m³, para los edificios ocupados de £ 200 Bq/m³, si se superan los 400 Bq/m³, se toman medidas para reducir el radón o se reutiliza el uso del edificio. Los cálculos muestran que con concentraciones de radón de 16 y 100 Bq/m³, la dosis anual será de 100 mrem y 1 rem, respectivamente. Concentración real"11 Bq/m³
Las plantas y los animales absorben de forma muy intensiva los isótopos radiactivos K-40, C-14, H-3 del medio ambiente (estos son los componentes básicos de las moléculas de proteínas). Otros radionucleidos en menor medida.
La irradiación interna de la mayoría de los órganos se debe a la presencia de K-40 en ellos. La dosis anual de K-40 será: para médula ósea roja: 27 mrad
Pulmones - 17 mrad
Gónadas -15 mrad
De otros radionucleidos en el cuerpo, la dosis será 1/100, 1/1000 de estos valores. La excepción es el radón, que ingresa a los pulmones por inhalación y genera una dosis de hasta 40 mrad por año.
Así, sólo por irradiación natural y externa e interna una persona recibe una dosis anual de 200 mrad (mrem) (o 2mSv)
de iii Pasaje terrenal.- 167 (exposición interna de K-40 y Rn-222......... 132 metros)
(irradiación externa de K-40, U-238, Th-232, Rb-87......... 35 mm)
de iii origen cósmico .- 32 (irradiación externa de los cuantos g, m, p-mesones.... .30mrem)
(irradiación interna desde S-14, N-3................. 2 minutos)
conclusiones.1. La dosis por exposición externa a la radiación natural es de 65 mrem, que es el 30% de la dosis total. Medimos solo esta parte de la dosis con dosímetros.
2. La aportación de radón a la dosis anual es del 25-40%.
Fumadores recibir una dosis adicional de radiación a los pulmones del Po-210 radiactivo (en un cigarrillo hay 7 mBq Po). Según las estadísticas estadounidenses, la mortalidad por fumar es mayor que por el alcohol: 150.000 horas al año.
Durante los últimos milenios, la situación radiológica en la Tierra ha sido estable. En las condiciones de este fondo de radiación, se produjo la evolución de la flora y la fauna y vivieron todas las generaciones anteriores de personas.
24. Fuentes artificiales de radiaciones ionizantes (instalaciones de rayos X, explosiones de ensayos nucleares, energía nuclear, dispositivos técnicos modernos).
Las fuentes de radiación artificiales crean una carga de dosis adicional para los humanos y se dividen en cuatro grandes grupos.
1) Máquinas de rayos X utilizadas en medicina con fines diagnósticos y terapéuticos.
2) Explosiones de pruebas nucleares.
3) Energía nuclear (empresas del ciclo del combustible nuclear - NFC).
4) Una serie de dispositivos técnicos modernos (esferas luminosas de relojes e instrumentos de medición, televisores, pantallas de ordenador, instalaciones de rayos X y gamma para la detección de defectos, visualización de objetos en aeropuertos, tomografía computarizada, etc.).
Según ICDAR, si tomamos la dosis equivalente anual de las fuentes de radiación naturales (200 mrem) como 100%, las artificiales representarán además:
Irradiación con máquinas de rayos X: 20% (40 mrem); (por persona promedio)
Pruebe los venenos. explosiones desde el 7% a principios de los años 60. hasta el 0,8% en los años 80 (tendencia a la baja);
La energía nuclear pasó del 0,001% del fondo natural en 1965 al 0,05% en 2000 (tendencia de crecimiento pequeño);
Para dispositivos técnicos (TV, ordenadores, etc.): valores insignificantes.
instalaciones de rayos x - por orden del Ministerio de Salud, se determinan las dosis para
· fluorografía de los órganos del tórax hasta 0,6 mSv (imagen del diente 0,1-0,2 mrem)
· fluoroscopia de los pulmones hasta 1,4 mSv, estómago hasta 3,4 mSv (340 mrem)
Explosiones de pruebas nucleares
De 1945 a 1962 se llevaron a cabo 423 explosiones de prueba en la atmósfera con una potencia total de más de 500 Mt (URSS, EE.UU., Francia, China, Gran Bretaña). Todavía se están realizando pruebas subterráneas.
Durante una explosión nuclear, bajo la influencia de neutrones, se produce una reacción en cadena de fisión de núcleos de elementos pesados (U 235, Pu 239). Durante la reacción se forman unos 250 isótopos de 35 x. elementos, de los cuales 225 son radiactivos. (Ejemplo: cortar una sandía con 235 semillas). Los radionucleidos resultantes tienen diferentes vidas medias: fracciones de segundo, segundos, minutos, horas, días, meses, años, siglos, milenios y millones de años.
De este gran número de fragmentos nucleares y sus productos hijos, 10 radionucleidos son de interés para la radiobiología veterinaria y la radioecología de animales de granja debido a sus características físicas y radiotoxicológicas.
La mayoría de los radionucleidos son emisores beta y gamma. El yodo-131, el bario-140 y el estroncio-89 son especialmente peligrosos en los primeros meses. Posteriormente, estroncio-90 y cesnio-137.
Durante los 35 años posteriores al cese de los ensayos de armas nucleares, todos los productos de las explosiones nucleares cayeron desde las reservas de la atmósfera y la estratosfera sobre la superficie principalmente del hemisferio norte de la Tierra, aumentando la contaminación de la tierra con Sr-90 y Cs. -137 a 0,2 Ku/km², ahora ha bajado a 0,1 Ku/km² (para humanos, por vía oral).
La energía nuclear - Se trata de empresas interconectadas del ciclo del combustible nuclear (extracción, enriquecimiento y procesamiento de mineral de uranio, producción de barras de combustible, quema en centrales nucleares, procesamiento de barras de combustible, eliminación de residuos, desmantelamiento de centrales nucleares gastadas).
A pesar de los riesgos radiológicos y medioambientales de las centrales nucleares, su número aumenta año tras año. En todo el mundo hay más de 500 reactores de potencia en funcionamiento, con una capacidad total de unos 30.000 MW. Proporcionan el 17% del consumo mundial de energía.
De todos los métodos existentes de generación de electricidad, la energía nuclear es el más respetuoso con el medio ambiente (con un funcionamiento sin problemas). Una central de carbón contamina el medio ambiente con radiación varias veces más que una central nuclear de la misma potencia.
Pero en las últimas décadas se han producido una serie de accidentes en centrales nucleares, incl. el más grande en la central nuclear de Chernobyl - 26/04/86, provoca una grave contaminación radiactiva de grandes áreas.
Los isótopos biológicamente más peligrosos fueron el yodo-131, otrontium-90 y chii-137.
25. Patrones de movimiento de sustancias radiactivas en la biosfera. Unidades de estroncio.
Los componentes de la biosfera incluyen sustancias radiactivas provenientes de explosiones nucleares, emisiones de emergencia de empresas del ciclo del combustible nuclear y desechos radiactivos no enterrados de la manera prescrita. abiótico (suelo, agua, aire) y biótico (flora, fauna) y participan en el ciclo biológico de las sustancias.
La ruta más corta de las sustancias radiactivas a los humanos, excluyendo la entrada directa desde la atmósfera, es a través de medios agrícolas. plantas y animales encadenados: suelo - planta - humano; suelo - planta - animal - humano. Durante el accidente de Chernobyl, se liberaron a la atmósfera 50 MCu de actividad. De ellos, el 20% es yodo-131 y el 15% isótopos de cesio y hasta el 2% estroncio.
El yodo, que ingresa al cuerpo de humanos y animales, se concentra en mayor cantidad (del 20 al 60%) en la glándula tiroides, alterando sus funciones.
Al pasar de un objeto de la biosfera a otro, el cesio y el estroncio se comportan de manera similar al potasio y el calcio (ya que son sus análogos en propiedades físicas), y finalmente ingresan al cuerpo de animales y humanos, alcanzando la concentración máxima en órganos fisiológicamente ricos en estos elementos ( cesio en músculos, estroncio en huesos, conchas).
Existe una cierta proporcionalidad de esta acumulación por 1 gramo de calcio o potasio, expresada en unidades de estroncio (SU).
1CE = 1 nCu Sr-90 por 1 gramo de Ca (nano = 10 -9)
La relación entre el número de CE del enlace posterior de un sistema biológico y el anterior se llama coeficiente de discriminación (CD) Sr-90 en relación con el calcio.
CD = CE en muestra de forraje / CE en suelo.
Muchas otras cuestiones relacionadas con la transición en los eslabones de las cadenas biológicas están poco estudiadas.
26. Toxicidad de los isótopos radiactivos.
Los isótopos radiactivos de cualquier elemento químico, cuando ingresan al cuerpo, participan en el metabolismo de la misma manera que los isótopos estables de un elemento determinado. La toxicidad de los radionucleidos se debe a:
· tipo y energía de la radiación (la principal característica que determina la toxicidad),
· media vida;
· propiedades físicas y químicas de la sustancia en la que el radionucleido entró en el organismo;
· tipo de distribución entre tejidos y órganos;
· tasa de excreción del organismo.
Se introdujo el concepto de LET: transferencia de energía lineal (esta es la cantidad de energía (en keV) transferida por una partícula o un cuanto a una sustancia por unidad de trayectoria (en micrones)). LET: caracteriza la ionización específica y está asociada con la RBE (efectividad biológica relativa) de un tipo particular de radiación. (Esto se mencionó anteriormente en las conferencias)
Los radionucleidos con vidas medias muy cortas (fracciones de segundo) y muy largas (millones de años) no pueden crear una dosis eficaz en el cuerpo y, por tanto, causan grandes daños.
Los isótopos más peligrosos tienen una vida media que va desde varios días hasta varias decenas de años.
En orden descendente de peligro de radiación, los radionucleidos se dividen en 4 grupos de radiotoxicidad (según NRB - grupos de peligro de radiación).
| Grupo de radiotoxicidad | Radionúclido | Concentración media anual permitida en agua, K u/l |
| A - radiotoxicidad especialmente alta (r/t) | Pb-210, Po-210, Ra-226, Th-230, etc. | 10 -8 - 10 -10 |
| B - con alta radiotoxicidad | J-131, Bi-210, U-235, Sr-90, etc. | 10 -7 - 10 -9 |
| A - radiotoxicidad media | P-32, Co-60, Sr-89, Cs-137, etc. | 10 -7 - 10 -8 |
| A - radiotoxicidad más baja | C-14, Hg-197, H-3 (tritio), etc. | 10 -7 - 10 -6 |
NRB: establecer la concentración permisible de todos los radionucleidos en el aire del área de trabajo, la atmósfera, el agua, la entrada anual al cuerpo a través de los órganos respiratorios, a través de los órganos digestivos y el contenido en un órgano crítico.
27. Recepción, distribución, acumulación de sustancias radiactivas en tejidos y órganos y su eliminación del cuerpo de los animales.
Los radionucleidos pueden ingresar al cuerpo de los animales:
· aerosol - a través de los pulmones al inhalar aire contaminado;
· oralmente - a través del tracto digestivo con comida y agua (la ruta principal);
· resortivo - a través de mucosas, piel y heridas.
El efecto biológico de los radionucleidos durante la ingesta interna depende del estado de agregación de la sustancia. El mayor efecto lo ejercen las sustancias radiactivas en forma de gas y compuestos solubles en agua. Se absorben intensamente y en grandes cantidades en la sangre, distribuyéndose rápidamente por todo el cuerpo o concentrándose en los órganos correspondientes. Las partículas radiactivas insolubles pueden permanecer durante mucho tiempo en las membranas mucosas de los pulmones y el tracto gastrointestinal, causando daños por radiación local.
Los aerosoles P/activos de menos de 0,5 micrones de tamaño que ingresan a los pulmones se eliminan casi por completo al exhalar, las partículas de 0,5 a 1 micrones se retienen en un 90%, las partículas de polvo de más de 5 micrones se registran hasta en un 20%. Las partículas más grandes, que se depositan en el tracto respiratorio superior, se expectoran y entran al estómago. La mayoría de los β-nucleidos retenidos en los pulmones se absorben rápidamente en la sangre y algunos permanecen en los pulmones durante mucho tiempo.
La cantidad relativa de absorción de radioisótopos por parte del cuerpo depende de su relación con el portador. Portador de isótopos es un isótopo no radiactivo de este elemento (por ejemplo, J-125 para J-131). Portador no isotópico - otro elemento es un análogo químico de un isótopo radiactivo (Ca para Sr-90, K para Cs-137).
La absorción y deposición de un radionúclido en los tejidos es directamente proporcional a su relación con el portador.
Siendo la principal vía de entrada de sustancias radiactivas al organismo a través del tracto gastrointestinal, la resorción (absorción) de algunos radionucleidos oscila entre el 100 y el 0,01% (Cs, J - 100%, Sr - del 9 al 60%, Cj - 30%, Po - 6%, U-3%, Pu-0,01%).
La distribución de radionucleidos en el cuerpo puede ser similar a la de los isótopos estables de estos elementos (por ejemplo, el calcio va al sistema esquelético, el yodo a la glándula tiroides) o uniforme en todo el cuerpo.
Se distinguen los siguientes tipos de distribución de elementos radiactivos:
uniforme(H, Cs, Rb, K, etc.) - hepático (Cerio, Pu, Th, Mg, etc.)
esquelético (osteotrópico)(Ca, Sr, Ra, etc.) renal (Bi, Sbantimony, U, Asarsénico)
estimulante de la tiroides(J, Br bromo).
El órgano en el que se produce la concentración selectiva del radionúclido y como resultado del cual está expuesto a la mayor radiación y daño) se llama crítico.
Los pulmones y el tracto gastrointestinal son órganos críticos cuando a través de ellos ingresan compuestos radionucleidos insolubles. Para el yodo, el órgano crítico es siempre la glándula tiroides, para el estroncio, el calcio y el radio, siempre los huesos.
El sistema hematopoyético y las gónadas, como sistemas más vulnerables incluso con dosis bajas de radiación, son órganos críticos para todos los radionucleidos.
Los tipos de distribución de radionucleidos en el cuerpo son los mismos para todas las especies de mamíferos (incluido el hombre).
Los animales jóvenes se caracterizan por una absorción y deposición más intensa de radionucleidos en los tejidos. En las mujeres embarazadas, los isótopos radiactivos atraviesan la placenta y se depositan en los tejidos del feto.
Los isótopos radiactivos (así como los estables) se excretan como resultado del intercambio del cuerpo con heces, orina, leche, huevos y otras vías.
Vida media biológica(Tb) es el tiempo durante el cual la mitad de la cantidad entrante de un elemento se excreta del cuerpo. Pero la pérdida de isótopos en el cuerpo se acelera debido a la desintegración radiactiva (caracterizada por T 1/2).
Se expresa la pérdida real de radionucleidos del organismo. vida media efectiva , (tef ).
Tef = (T b ·T 1/2)/(T b +T 1/2)
calculemos para Сs-137(T b = 0,25 años, T 1/2 = 30 años. T eff = (0,25*30)/(0,25+ 30) = 0,24 años (90 días)
Los radionucleidos con teff corto (Cs-137, Y-90itrio, Ba-140, etc.), cuando se introducen en el cuerpo una vez o durante un período breve con casi la misma dosis, pueden provocar un curso agudo o crónico de enfermedad por radiación, después en el que se produce una rápida normalización del cuadro sanguíneo y del estado general del animal.
En las mismas condiciones de exposición a radionucleidos con alto contenido de Teff (Sr-90, Ra-226 Pu-239, etc.), existe una diferencia significativa en las dosis que provocan el curso agudo o crónico de la enfermedad. El período de recuperación de la enfermedad es muy largo, a menudo surgen tumores malignos, la trombocitopenia, la anemia, la infertilidad y otros trastornos persisten durante muchos años.
En los animales destinados al sacrificio para obtener carne, es posible que estos efectos no tengan tiempo de manifestarse, pero en el ganado reproductor y lechero el peligro de que ocurran es bastante real.
Los animales de la cadena alimentaria humana sirven como una especie de filtro para los radionucleidos y reducen su entrada al cuerpo humano con los alimentos.
28. Toxicología del isótopo biológicamente activo J-131.
Según el libro de texto
29. Toxicología del isótopo biológicamente activo Cs-137.
Según el libro de texto
30. Toxicología del isótopo biológicamente activo Sr-90.
Según el libro de texto
31. Ideas modernas sobre el mecanismo de acción biológica de las radiaciones ionizantes.
1 Ideas modernas sobre el mecanismo de acción biológica de i.i.
Cuando las partículas alfa, beta, la radiación de rayos gamma y X y los neutrones interactúan con el tejido corporal, pasan secuencialmente las siguientes etapas:
-Interacción eléctrica radiación penetrante con átomos (tiempo - billonésimas de segundo) - separación de electrones - ionización del medio (este es un proceso de transferencia de energía, aunque en pequeñas cantidades, pero muy eficaz).
-Cambios fisicoquímicos (millonésimas de segundo), los iones resultantes participan en una compleja cadena de reacciones, formando productos de alta actividad química: óxido hidratado HO 2, peróxido de hidrógeno H 2 O 2, etc., así como radicales libres H, OH (tejidos (60-70 % consiste en agua en masa). En una molécula de agua, la proporción de H a O es 2:16 o 1:8 (por uma). Por lo tanto, de 50 kg de agua en una persona estándar que pesa 70 kg, aproximadamente 40 kg son oxígeno.
-Cambios químicos. Durante las siguientes millonésimas de segundo, los radicales libres reaccionan entre sí y con moléculas de proteínas, enzimas, etc. a través de una cadena de reacciones oxidativas (aún no completamente comprendidas), provocando modificaciones químicas de moléculas biológicamente importantes.
-Efectos biológicos - Se alteran los procesos metabólicos, se suprime la actividad de los sistemas enzimáticos, se altera la síntesis de ADN y de proteínas, se forman toxinas, se producen procesos fisiológicos tempranos (inhibición de la división celular, formación de mutaciones, cambios degenerativos). La muerte celular es posible en unos pocos segundos o cambios posteriores en ella, que pueden provocar cáncer (tal vez en 2 o 3 décadas).
En última instancia, se alteran las funciones vitales de funciones o sistemas individuales y del organismo en su conjunto.
El resultado del efecto biológico de la radiación es, por regla general, una alteración de los procesos bioquímicos normales, seguido de cambios funcionales y morfológicos en las células y tejidos del animal.
El mecanismo de acción biológica es complejo y no se comprende completamente; existen varias hipótesis y teorías (London, Timofeev-Resovsky, Tarusev, Kudryashev, Kuzin, Gorizontov, etc.).
Tener lugar:
La teoría de la acción directa e indirecta de las radiaciones ionizantes, manifestada en el efecto de dilución y el efecto del oxígeno,
Teoría del objetivo o aciertos,
Hipótesis estocástica (probabilística),
Teoría de las radiotoxinas lipídicas (primarias) y reacciones en cadena.
Teoría estructural-metabólica (Kuzin),
La hipótesis de un fondo endógeno de mayor radiorresistencia y el concepto inmunobiológico.
Todas las teorías explican sólo ciertos aspectos (particulares) del mecanismo de la acción biológica primaria de la radiación ionizante y no están completamente confirmadas experimentalmente en animales de sangre caliente.
La etapa considerada se define como primario (inmediato) el efecto de la radiación sobre los procesos bioquímicos, funciones y estructuras de órganos y tejidos.
Segunda fase- acción indirecta , es causada por cambios neurogénicos y humorales que ocurren en el cuerpo bajo la influencia de la radiación.
(Dos formas de regulación en el cuerpo: nerviosa y humoral (interacción a través de medios internos líquidos: sangre, líquido tisular, etc.) - vínculos de una única regulación neurohumoral de funciones).
El efecto humoral o indirecto de la radiación se produce a través de sustancias tóxicas (radiotoxinas) que se forman en el cuerpo durante la enfermedad por radiación (se desarrollan los principales síndromes de lesión por radiación: alteraciones sanguíneas, vómitos, etc.).
32. El efecto de las radiaciones ionizantes sobre la célula.
1. Radiaciones ionizantes
2. Métodos de detección y medición.
3. Unidades de medida
4. Unidades de radiactividad
5. Unidades de radiación ionizante
6. Valores dosimétricos
7. Dispositivos de reconocimiento radiológico y vigilancia dosimétrica
8. Dosímetros domésticos
9. Radiofobia
Radiación ionizante
Radiación ionizante
- Se trata de cualquier radiación cuya interacción con el medio ambiente conduce a la formación de cargas eléctricas de diferentes signos.
Durante una explosión nuclear, accidentes en centrales nucleares y otras transformaciones nucleares, aparece y actúa radiación que no es visible ni perceptible para los humanos. Por su naturaleza, la radiación nuclear puede ser electromagnética, como la radiación gamma, o puede ser una corriente de partículas elementales que se mueven rápidamente: neutrones, protones, partículas beta y alfa. Cualquier radiación nuclear, al interactuar con diversos materiales, ioniza sus átomos y moléculas. La ionización del medio ambiente es más fuerte cuanto mayor es la dosis de radiación penetrante o la radiactividad de la radiación y su exposición prolongada.
El efecto de las radiaciones ionizantes en humanos y animales es la destrucción de las células vivas del cuerpo, lo que puede provocar diversos grados de enfermedad y, en algunos casos, la muerte. Para evaluar el impacto de las radiaciones ionizantes en los seres humanos (animales), se deben tener en cuenta dos características principales: la capacidad ionizante y la capacidad de penetración. Veamos estas dos habilidades para la radiación alfa, beta, gamma y de neutrones. La radiación alfa es una corriente de núcleos de helio con dos cargas positivas. La capacidad ionizante de la radiación alfa en el aire se caracteriza por la formación de una media de 30 mil pares de iones por 1 cm de recorrido. Eso es mucho. Este es el principal peligro de esta radiación. La capacidad de penetración, por el contrario, no es muy grande. En el aire, las partículas alfa viajan sólo 10 cm y son detenidas por una hoja de papel normal.
La radiación beta es una corriente de electrones o positrones a una velocidad cercana a la velocidad de la luz. La capacidad ionizante es baja y asciende a 40 - 150 pares de iones por 1 cm de recorrido en el aire. El poder de penetración es mucho mayor que el de la radiación alfa, alcanzando los 20 cm en el aire.
La radiación gamma es radiación electromagnética que viaja a la velocidad de la luz. La capacidad ionizante del aire es de sólo unos pocos pares de iones por 1 cm de recorrido. Pero el poder de penetración es muy alto: 50 a 100 veces mayor que el de la radiación beta y se eleva a cientos de metros en el aire.
La radiación de neutrones es una corriente de partículas neutras que vuelan a una velocidad de 20 a 40 mil km/s. La capacidad ionizante es de varios miles de pares de iones por 1 cm de recorrido. El poder de penetración es extremadamente alto y alcanza varios kilómetros en el aire.
Teniendo en cuenta los poderes ionizantes y penetrantes, podemos sacar una conclusión. La radiación alfa tiene una alta capacidad de penetración ionizante y débil. La ropa común protege completamente a una persona. El más peligroso es la entrada de partículas alfa al cuerpo con el aire, el agua y los alimentos. La radiación beta tiene menos poder de ionización que la radiación alfa, pero mayor poder de penetración. La ropa ya no puede proporcionar una protección completa; es necesario utilizar cualquier tipo de cobertura. Será mucho más confiable. La radiación gamma y de neutrones tiene una capacidad de penetración muy alta; la protección contra ellas solo puede ser proporcionada por refugios, refugios contra la radiación, sótanos y sótanos confiables.
Métodos de detección y medición.
Como resultado de la interacción de la radiación radiactiva con el entorno externo, se produce la ionización y excitación de sus átomos y moléculas neutros. Estos procesos cambian las propiedades fisicoquímicas del medio irradiado. Tomando como base estos fenómenos, se utilizan métodos de ionización, químicos y de centelleo para registrar y medir la radiación ionizante.
Método de ionización. Su esencia radica en el hecho de que bajo la influencia de la radiación ionizante en un medio (volumen de gas), se produce la ionización de las moléculas, como resultado de lo cual aumenta la conductividad eléctrica de este medio. Si se colocan en él dos electrodos, a los que se aplica un voltaje constante, entonces se produce un movimiento dirigido de iones entre los electrodos, es decir, A través de él pasa la llamada corriente de ionización, que puede medirse fácilmente. Estos dispositivos se denominan detectores de radiación. Como detectores en los instrumentos dosimétricos se utilizan cámaras de ionización y contadores de descarga de gas de diversos tipos.
El método de ionización es la base para el funcionamiento de instrumentos dosimétricos como DP-5A (B,V), DP-22V e ID-1.
Método químico. Su esencia radica en el hecho de que las moléculas de determinadas sustancias, como resultado de la exposición a radiaciones ionizantes, se desintegran formando nuevos compuestos químicos. La cantidad de sustancias químicas recién formadas se puede determinar de varias maneras. El método más conveniente para esto se basa en un cambio en la densidad del color del reactivo con el que reacciona el compuesto químico recién formado. El principio de funcionamiento del dosímetro químico DP-70 MP para radiación gamma y de neutrones se basa en este método.
Método de centelleo. Este método se basa en el hecho de que algunas sustancias (sulfuro de zinc, yoduro de sodio, tungstato de calcio) brillan cuando se exponen a radiaciones ionizantes. La aparición de brillo es consecuencia de la excitación de los átomos bajo la influencia de la radiación: al regresar al estado fundamental, los átomos emiten fotones de luz visible de brillo variable (centelleo). Los fotones de luz visible son capturados por un dispositivo especial, el llamado tubo fotomultiplicador, que es capaz de detectar cada destello. El funcionamiento del dosímetro individual ID-11 se basa en el método de centelleo para detectar radiaciones ionizantes.
unidades de medida
A medida que los científicos descubrieron la radiactividad y la radiación ionizante, comenzaron a aparecer sus unidades de medida. Por ejemplo: radiografía, curie. Pero no estaban conectados por ningún sistema y, por lo tanto, se les llama unidades no sistémicas. En todo el mundo existe ahora un sistema de medición unificado: SI (Sistema Internacional). En nuestro país está sujeto a aplicación obligatoria desde el 1 de enero de 1982. Para el 1 de enero de 1990 debía completarse esta transición. Pero debido a dificultades económicas y de otro tipo, el proceso se está retrasando. Sin embargo, todos los equipos nuevos, incluidos los dosimétricos, por regla general, se calibran en unidades nuevas.
Unidades de radiactividad
La unidad de actividad es una transformación nuclear por segundo. Para fines de reducción, se utiliza un término más simple: una desintegración por segundo (decaimiento/s). En el sistema SI, esta unidad se llama becquerel (Bq). En la práctica de la vigilancia radiológica, incluso en Chernobyl, hasta hace poco se utilizaba ampliamente una unidad de actividad fuera del sistema, la curie (Ci). Un curie equivale a 3,7 * 1010 transformaciones nucleares por segundo. La concentración de una sustancia radiactiva suele caracterizarse por la concentración de su actividad. Se expresa en unidades de actividad por unidad de masa: Ci/t, mCi/g, kBq/kg, etc. (actividad específica). Por unidad de volumen: Ci/m3, mCi/l, Bq/cm3. etcétera. (concentración de volumen) o por unidad de área: Ci/km3, mCi/s m2. , PBq/m2. etcétera.
Unidades de radiación ionizante
Para medir las cantidades que caracterizan las radiaciones ionizantes, la unidad “roentgen” fue históricamente la primera en aparecer. Esta es una medida de la dosis de exposición a rayos X o radiación gamma. Posteriormente se añadió “rad” para medir la dosis de radiación absorbida.
Dosis de radiación(dosis absorbida): la energía de la radiación radiactiva absorbida en una unidad de sustancia irradiada o por una persona. A medida que aumenta el tiempo de irradiación, aumenta la dosis. En las mismas condiciones de irradiación, depende de la composición de la sustancia. La dosis absorbida altera los procesos fisiológicos del cuerpo y, en algunos casos, provoca enfermedades por radiación de diversa gravedad. Como unidad de dosis de radiación absorbida, el sistema SI proporciona una unidad especial: el gris (Gy). 1 gris es una unidad de dosis absorbida a la que 1 kg. La sustancia irradiada absorbe energía de 1 julio (J). Por tanto 1 Gy = 1 J/kg.
La dosis de radiación absorbida es una cantidad física que determina el grado de exposición a la radiación.
Tasa de dosis(tasa de dosis absorbida): incremento de dosis por unidad de tiempo. Se caracteriza por la tasa de acumulación de dosis y puede aumentar o disminuir con el tiempo. Su unidad en el sistema C es gris por segundo. Esta es la tasa de dosis de radiación absorbida en 1 s. Se crea una dosis de radiación de 1 Gy en la sustancia. En la práctica, para estimar la dosis de radiación absorbida, todavía se utiliza ampliamente una unidad fuera del sistema de tasa de dosis absorbida: rad por hora (rad/h) o rad por segundo (rad/s).
Dosis equivalente. Este concepto se introdujo para tener en cuenta cuantitativamente los efectos biológicos adversos de diversos tipos de radiación. Está determinado por la fórmula Deq = Q*D, donde D es la dosis absorbida de un determinado tipo de radiación, Q es el factor de calidad de la radiación, que para varios tipos de radiación ionizante con una composición espectral desconocida se acepta para rayos X. y radiación gamma-1, para radiación beta-1, para neutrones con energía de 0,1 a 10 MeV-10, para radiación alfa con energía inferior a 10 MeV-20. De las cifras dadas se desprende claramente que, con la misma dosis absorbida, la radiación de neutrones y la radiación alfa causan efectos dañinos 10 y 20 veces mayores, respectivamente. En el sistema SI, la dosis equivalente se mide en sieverts (Sv). Un sievert es igual a un gris dividido por el factor de calidad. Para Q = 1 obtenemos
1 Sv = 1 Gy = 1 J/k= 100 rad= 100 rem.
Q Q Q
El rem (equivalente biológico de una radiografía) es una unidad no sistémica de dosis equivalente, es decir, una dosis absorbida de cualquier radiación que causa el mismo efecto biológico que 1 radiografía de radiación gamma desde el factor de calidad beta y. la radiación gamma es igual a 1, luego en el suelo, contaminada con sustancias radiactivas, bajo irradiación externa de 1 Sv = 1 Gy; 1 rem = 1 rad; 1 rad » 1 R.
De esto podemos concluir que las dosis equivalente, absorbida y de exposición para las personas que usan equipo de protección en un área contaminada son casi iguales.
Tasa de dosis equivalente- la relación entre el incremento de la dosis equivalente durante un determinado intervalo de tiempo. Expresado en sieverts por segundo. Dado que el tiempo que una persona permanece en el campo de radiación a niveles aceptables suele medirse en horas, es preferible expresar la tasa de dosis equivalente en microsieverts por hora.
Según la conclusión de la Comisión Internacional de Protección Radiológica, los efectos nocivos en humanos pueden ocurrir con dosis equivalentes de al menos 1,5 Sv/año (150 rem/año) y, en casos de exposición a corto plazo, con dosis superiores a 0,5 Sv ( 50 rem). Cuando la exposición a la radiación excede un cierto umbral, se produce la enfermedad por radiación.
La tasa de dosis equivalente generada por la radiación natural (de origen terrestre y cósmico) oscila entre 1,5 y 2 mSv/año y, más las fuentes artificiales (medicinas, lluvia radiactiva), entre 0,3 y 0,5 mSv/año. Entonces resulta que una persona recibe de 2 a 3 mSv por año. Estas cifras son aproximadas y dependen de condiciones específicas. Según otras fuentes, son superiores y alcanzan los 5 mSv/año.
Dosis de exposición- una medida del efecto de ionización de la radiación fotónica, determinada por la ionización del aire en condiciones de equilibrio electrónico.
La unidad SI de dosis de exposición es un culombio por kilogramo (C/kg). La unidad extrasistémica es el roentgen (R), 1R - 2,58*10-4 C/kg. A su vez, 1 C/kg » 3,876 * 103 R. Por comodidad en el trabajo, al recalcular los valores numéricos de la dosis de exposición de un sistema de unidades a otro, se suelen utilizar tablas disponibles en la literatura de referencia.
Tasa de dosis de exposición- incremento de la dosis de exposición por unidad de tiempo. Su unidad SI es amperio por kilogramo (A/kg). Sin embargo, durante el período de transición, se puede utilizar una unidad no sistémica: roentgens por segundo (R/s).
1 R/s = 2,58*10-4 A/kg
Hay que recordar que después del 1 de enero de 1990 no se recomienda en absoluto utilizar el concepto de dosis de exposición y su potencia. Por lo tanto, durante el período de transición, estos valores no deben indicarse en unidades SI (C/kg, A/kg), sino en unidades no sistémicas: roentgens y roentgens por segundo.
Dispositivos de reconocimiento radiológico y vigilancia dosimétrica.
Los instrumentos diseñados para detectar y medir la radiación radiactiva se denominan instrumentos dosimétricos. Sus elementos principales son un dispositivo sensor, un amplificador de corriente de ionización, un dispositivo de medición, un convertidor de voltaje y una fuente de corriente.
¿Cómo se clasifican los dispositivos dosimétricos?
Primer grupo- Estos son medidores-radiómetros de rayos X. Determinan los niveles de radiación en la zona y la contaminación de diversos objetos y superficies. Esto incluye el medidor de dosis DP-5V (A, B), el modelo básico. Este dispositivo está siendo reemplazado por IMD-5.
Segundo grupo. Dosímetros para determinar dosis de radiación individuales. Este grupo incluye: dosímetro DP-70MP, un conjunto de dosímetros individuales ID-11.
Tercer grupo. Instrumentos dosimétricos domésticos. Permiten a la población conocer la situación radiológica de la zona y tener una idea de la contaminación de diversos objetos, agua y alimentos.
Medidor de tasa de dosis DP-5V diseñado para medir los niveles de radiación gamma y contaminación radiactiva (contaminación) de varios objetos (objetos) por radiación gamma. La tasa de dosis de exposición a la radiación gamma se determina en miliroentgens o roentgens por hora (mR/h, R/h). Este dispositivo también puede detectar contaminación beta. El rango de medición de la radiación gamma es de 0,05 mR/h a 200 R/h. Para ello existen seis subrangos de medición. Las lecturas se toman a lo largo de la flecha del dispositivo. Además, se instala una indicación sonora que se puede escuchar con auriculares. Cuando se detecta contaminación radiactiva, la flecha se desvía, se escuchan clics en los teléfonos y su frecuencia aumenta al aumentar la potencia de la radiación gamma.
La alimentación se suministra desde dos elementos tipo 1,6 PMC. El peso del dispositivo es de 3,2 kg. El procedimiento para preparar el dispositivo para su funcionamiento y trabajar con él se describe en las instrucciones adjuntas.
El procedimiento para medir los niveles de radiación es el siguiente. La pantalla de la sonda se coloca en la posición “G” (radiación gamma). Luego extienda la mano con la sonda hacia un lado y manténgala a una altura de 0,7 - 1 m del suelo. Asegúrese de que los topes de la sonda estén hacia abajo. No puede quitar la sonda ni tomarla en la mano, sino dejarla en el estuche del dispositivo, pero luego las lecturas deben multiplicarse por el coeficiente de blindaje del cuerpo igual a 1,2.
El grado de radiactividad de los objetos contaminados se mide, por regla general, en áreas no contaminadas o en lugares donde el fondo gamma externo no excede en más de tres veces la contaminación máxima permitida de un objeto.
El fondo gamma se mide a una distancia de 15 a 20 m de objetos contaminados, de forma similar a medir los niveles de radiación en el suelo.
Para medir la contaminación de superficies por radiación gamma, la pantalla de la sonda se coloca en la posición “G”. Luego, la sonda se realiza casi cerca del objeto (a una distancia de 1 a 1,5 cm). La ubicación de la mayor infección está determinada por la desviación de la flecha y el número máximo de clics en los auriculares.
Medidor de tasa de dosis IMD-5 realiza las mismas funciones y en el mismo rango. En apariencia, perillas de control y procedimientos operativos, prácticamente no se diferencia del DP-5V. Tiene sus propias características de diseño. Por ejemplo, la energía proviene de dos elementos A-343, que garantizan un funcionamiento continuo durante 100 horas.
Medidor de tasa de dosis IMD-22 tiene dos rasgos distintivos. En primer lugar, puede medir la dosis absorbida no sólo de la radiación gamma, sino también de la radiación de neutrones y, en segundo lugar, puede utilizarse tanto en vehículos móviles como en objetos estacionarios (puntos de control, estructuras de protección). Por lo tanto, se puede alimentar desde la red de a bordo de un automóvil, vehículo blindado de transporte de personal o desde el habitual, que se utiliza para iluminación, a 220 V. El rango de medición para vehículos de reconocimiento es de 1 x 10-2 a 1 x 104 rad/h, para puntos de control estacionarios - de 1 a 1 x 104 rad/h.
Dosímetro DP-70MP diseñado para medir la dosis de irradiación gamma y de neutrones en el rango de 50 a 800 R. Es una ampolla de vidrio que contiene una solución incolora. La ampolla se coloca en un estuche de plástico (DP-70MP) o de metal (DP-70M). El estuche se cierra con una tapa, en cuyo interior hay un estándar de color correspondiente al color de la solución a una dosis de irradiación de 100 R (rad). El hecho es que a medida que se irradia la solución, cambia de color. Esta propiedad es la base para el funcionamiento de un dosímetro químico. Permite determinar dosis tanto para irradiación única como múltiple. El dosímetro pesa 46 g. Se lleva en el bolsillo de la ropa. Para determinar la dosis de radiación recibida, se saca la ampolla del estuche y se inserta en el cuerpo del colorímetro. Al girar el disco con filtros, buscan una coincidencia entre el color de la ampolla y el color del filtro, en el que está escrita la dosis de radiación. Si la intensidad del color de la ampolla (dosímetro) es intermedia entre dos filtros adyacentes, entonces la dosis se determina como el valor promedio de las dosis indicadas en estos filtros.
Conjunto de dosímetros individuales ID-11 Diseñado para el seguimiento individual de la exposición de las personas con el fin de realizar un diagnóstico primario de lesiones por radiación. El kit incluye 500 dosímetros ID-11 individuales y un dispositivo de medición. ID-11 permite medir la dosis absorbida de radiación gamma y mixta de neutrones gamma en el rango de 10 a 500 rad (roentgen). Con irradiación repetida, el dispositivo suma y almacena las dosis durante 12 meses. El peso del ID-11 es de sólo 25 g. Se lleva en el bolsillo de la ropa.
El dispositivo de medición está fabricado para que pueda funcionar en condiciones de campo y estacionarias. Cómodo de usar. Tiene un informe de lectura digital en el panel frontal.
Para preservar la vida y la salud de las personas, se organiza el control de la exposición radiactiva. Puede ser individual o grupal. Con el método individual, los dosímetros se entregan a cada persona; normalmente los reciben los comandantes de las grandes unidades, los oficiales de reconocimiento, los conductores de automóviles y otras personas que realizan tareas separadas de sus unidades principales.
El método de control grupal se utiliza para el resto del personal de las formaciones y la población. En este caso, los dosímetros individuales se entregan a uno o dos miembros de la unidad, grupo, equipo o al comandante del refugio, mayor en el refugio. La dosis registrada se cuenta como dosis individual para cada persona y se registra en el libro de registro.
Dosímetros domésticos
Como resultado del accidente de Chernobyl, los radionucleidos cayeron sobre un área enorme. Para solucionar el problema de la conciencia pública, la Comisión Nacional de Protección Radiológica (NCRP) desarrolló el “Concepto para la creación y operación de un sistema de monitoreo de radiación realizado por la población”. Según él, las personas deberían poder evaluar de forma independiente la situación radiológica en su lugar de residencia o ubicación, incluida la evaluación de la contaminación radiactiva de los alimentos y piensos.
Para ello, la industria produce instrumentos simples, portátiles y económicos: indicadores que proporcionan, como mínimo, una evaluación de la tasa de dosis de radiación externa a partir de los valores de fondo y una indicación del nivel permisible de la tasa de dosis de radiación gamma.
Numerosos instrumentos utilizados por la población (termómetros, barómetros, testers) miden microcantidades (temperatura, presión, tensión, corriente). Los instrumentos dosimétricos registran microcantidades, es decir, procesos que ocurren a nivel nuclear (el número de desintegraciones nucleares, flujos de partículas individuales y cuantos, y, para muchos, las mismas unidades de medida con las que se utilizan).
chocar. Además, las mediciones únicas no proporcionan lecturas precisas. Es necesario tomar varias medidas y determinar el valor promedio. Luego, todos los valores medidos deben compararse con los estándares para determinar correctamente el resultado y la probabilidad de impacto en el cuerpo humano. Todo esto hace que el trabajo con dosímetros domésticos sea algo específico. Un aspecto más que hay que mencionar. Por alguna razón, tuve la impresión de que en todos los países los dosímetros se producen en grandes cantidades, se venden libremente y la población los compra voluntariamente. Nada como esto. De hecho, hay empresas que producen y venden este tipo de dispositivos. Pero no son nada baratos. Por ejemplo, en Estados Unidos los dosímetros cuestan entre 125 y 140 dólares; en Francia, donde hay más centrales nucleares que nosotros, los dosímetros no se venden al público. Pero allí, como dicen los dirigentes, no existe tal necesidad.
Nuestros dispositivos dosimétricos domésticos son realmente accesibles a la población y, en términos de rendimiento, alto nivel, calidad y diseño, superan a muchos extranjeros. Éstos son algunos de ellos: “Bella”, RKSB-104, Master-1, “Bereg”, SIM-05, IRD-02B
Radiofobia
Como resultado del accidente en la central nuclear de Chernobyl, la gente se encontró con un fenómeno inusual y en muchos casos incomprensible: la radiación. No puedes detectarlo con tus sentidos, no puedes sentirlo en el momento de la exposición (irradiación), no puedes verlo. Por ello surgieron todo tipo de rumores, exageraciones y distorsiones. Esto obligó a algunos a soportar un enorme estrés psicológico, que se debió principalmente al escaso conocimiento de las propiedades de la radiación, los medios y los métodos de protección contra ella.
He aquí, por ejemplo, lo que ocurrió a finales de 1990 en Subpolar Nadym, en la casa número 13 de la calle Molodezhnaya. Alguien, teniendo un dosímetro, por curiosidad comenzó a medir los niveles de radiación y estableció que supuestamente era el doble del nivel normal. Cómo lo midió, con qué estándares lo comparó, solo Dios lo sabe, pero muchos percibieron la conversación sobre la "infestación" de la casa como un hecho confiable. La gente se alarmó y se apresuró a huir de sus apartamentos. ¿Dónde? ¿Para qué? ¿Cómo llamar a todo esto?
Otro ejemplo. A principios de marzo de 1989, en Nakhodka, una sesión del ayuntamiento apoyó la demanda de la población de no permitir que el nuevo buque nuclear Severomorput entrara en el puerto de Vostochny. Tales acciones no pueden llamarse de otra manera que ignorancia ordinaria. ¿No sabe la gente que un gran número de barcos con centrales nucleares están en funcionamiento en el mundo desde hace mucho tiempo y que nadie, ni siquiera los residentes de Murmansk, donde están amarrados los rompehielos nucleares, está protestando? Las tripulaciones de estos barcos no sufren enfermedades por radiación y no los dejan en pánico. Para ellos, la palabra “Radiación” es bien conocida y comprensible. Algunas personas, después de haber escuchado la palabra "Radiación", están listas para huir a cualquier lugar menos lejos. Pero no hay necesidad de correr, no hay necesidad. La radiación de fondo natural existe en todas partes, como el oxígeno en el aire. No debes tener miedo a la radiación, pero tampoco debes descuidarla. En pequeñas dosis es inofensivo y fácilmente tolerado por los humanos, pero en grandes dosis puede ser mortal. Al mismo tiempo, es hora de comprender que la radiación no es algo para bromear, sino que se venga de la gente por ello. Todos deben saber firmemente que una persona nace y vive en condiciones de radiación constante. En el mundo se está desarrollando el llamado fondo de radiación natural, que incluye la radiación cósmica y la radiación de elementos radiactivos que siempre están presentes en la corteza terrestre. La dosis total de estas radiaciones, que constituyen el fondo de radiación natural, varía en diferentes áreas dentro de límites bastante amplios y promedia 100 - 200 mrem (1-2 mSv) por año o aproximadamente 8 - 20 μR/h.
Un papel importante lo desempeñan las fuentes radiactivas creadas por el hombre, que se utilizan en medicina, en la producción de energía eléctrica y térmica, para señalar incendios y fabricar esferas luminosas de relojes, muchos instrumentos, en la búsqueda de minerales y en asuntos militares.
Los procedimientos y tratamientos médicos que implican el uso de radiactividad son los principales contribuyentes a la dosis que reciben los seres humanos de fuentes artificiales. La radiación se utiliza tanto para el diagnóstico como para el tratamiento. Uno de los dispositivos más comunes es una máquina de rayos X y la radioterapia es la principal forma de combatir el cáncer. Cuando va a la clínica para ir a la sala de rayos X, aparentemente no es del todo consciente de que usted mismo, por su propia voluntad, o mejor dicho, por necesidad, se esfuerza por recibir radiación adicional. Si le van a realizar una radiografía de tórax, debe saber y comprender que dicha acción dará lugar a una dosis única de 3,7 mSv (370 mrem). La radiografía del diente dará aún más: 30 mSv (3 rem). Y si está planeando una fluoroscopia del estómago, aquí le esperan 300 mSv (30 rem) de radiación local. Sin embargo, la gente hace esto por su cuenta, nadie la obliga y no hay pánico en torno a esto. ¿Por qué? Sí, porque dicha irradiación tiene como objetivo, en principio, curar al paciente. Estas dosis son muy pequeñas y el cuerpo humano logra curar daños menores por radiación en un corto período de tiempo y restaurar su estado original.
En las instituciones y empresas médicas de Rusia hay cientos de miles de fuentes radiactivas de diversas capacidades y finalidades. Sólo en San Petersburgo y la región de Leningrado están registradas más de cinco mil empresas, organizaciones e instituciones que utilizan isótopos radiactivos. Desafortunadamente, se almacenan muy mal. Entonces, de una empresa de San Petersburgo, un trabajador robó un compuesto luminiscente que emitía radiación con todas sus fuerzas y con él pintó sus zapatillas y los interruptores de luz de sus habitaciones: ¡que brillen en la oscuridad!
Es sorprendente la miseria del conocimiento que el hombre tiene de la naturaleza en la que vive; la densa ignorancia es sorprendente. Este pequeño no se da cuenta de que se está exponiendo a sí mismo y a su familia a una radiación constante, que no conducirá a nada bueno.
La fuente de exposición más común son los relojes con esferas luminosas. Dan una dosis anual 4 veces superior a la provocada por las fugas en las centrales nucleares. Los televisores en color también son fuentes de radiación de rayos X. Si ve programas todos los días durante 3 horas durante un año, esto provocará una exposición adicional a una dosis de 0,001 mSv (0,1 mrem). Y si vuela en avión, recibirá radiación adicional debido a que la densidad protectora del aire disminuye al aumentar la altitud. El hombre se vuelve más abierto a los rayos cósmicos. Entonces, al volar a una distancia de 2400 km. - 10 μSv (0,01 mSv o 1 mrem), al volar de Moscú a Khabarovsk esta cifra ya será de 40 a 50 μSv (4 - 5 mrem).
Lo que come, bebe, respira: todo esto también afecta las dosis que recibe de fuentes naturales. Por ejemplo, debido a la ingestión del elemento potasio-40, la radiactividad del cuerpo humano aumenta significativamente.
Los productos alimenticios también proporcionan una exposición adicional a la radiación. Los productos de panadería, por ejemplo, tienen una radiactividad ligeramente mayor que la leche, la crema agria, la mantequilla, el kéfir, las verduras y las frutas. Entonces, la ingesta de elementos radiactivos en el interior de una persona está directamente relacionada con el conjunto de alimentos que ingiere.
Debemos entender que la radiación nos rodea por todas partes, nacimos, vivimos en este entorno y aquí no hay nada antinatural.
La radiofobia es una enfermedad de nuestra ignorancia. Sólo puede curarse mediante el conocimiento.
La invención se refiere a métodos para registrar la radiación. El método incluye tomar una muestra de aire en un recipiente, crear en él un campo eléctrico entre dos sistemas de hilos conductores (cables) ubicados en planos paralelos entre sí, crear una intensidad de campo eléctrico cerca de cada hilo suficiente para la ionización por impacto de electrones. y registrar el número de impulsos eléctricos de las partículas alfa cercanas a los filamentos, lo que determina la radiactividad del aire.
La invención se refiere a la física y la tecnología nucleares, concretamente a los métodos para registrar la radiación. Existe un método conocido para medir la radiactividad del aire atmosférico, que consiste en tomar una muestra de aire en un recipiente y medir en él el número de desintegraciones alfa durante un cierto período de tiempo, mediante el cual se determina la radiactividad del aire (Gusarov I.I., Lyapidevsky V.K., Atomic Energy vol. 10, en 1, 1961, págs. 64 - 67). Como resultado del análisis del nivel de tecnología, se estableció el análogo más cercano (prototipo) del método seco (patente estadounidense N 4977318, clase G 01 T 1/18, 1990). Un método conocido para medir la radiactividad del aire atmosférico implica introducir una muestra en una cámara en la que se crea un campo eléctrico entre electrodos paralelos, uno de los cuales tiene un potencial positivo y el otro, un potencial negativo. La intensidad del campo eléctrico se selecciona suficiente para la ionización por impacto del gas. La radiactividad del aire y el contenido de impurezas radiactivas en él se determinan por separado atrayendo partículas cargadas negativamente y positivamente a los electrodos cargados correspondientes. La desventaja del prototipo es el uso de una cámara plana en la que se crea un campo eléctrico entre electrodos paralelos y se selecciona la intensidad del campo eléctrico suficiente para la ionización por impacto. Así, la cámara en la que se determina la radiactividad del aire es un detector de descarga de gas con dos electrodos planos y amplificación de gas. Una desventaja significativa de un detector de este tipo con dos electrodos planos es la dependencia exponencial de la amplitud de los pulsos registrados de la distancia al electrodo positivo de la ionización producida en el detector (Lyapidevsky V.K. Métodos para detectar radiación. M. Energoatomizdat, 1987, pág.225). Además, los detectores de panel plano requieren una alineación cuidadosa. Por lo tanto, en la actualidad prácticamente no se utilizan detectores con geometría plana. Las cámaras de alambre proporcionales con geometría plana tienen características significativamente mejores (Lyapidevsky V.K., Métodos de detección de radiación, M:, Energoatom-izdat, 1987 p. 320) El módulo de cámara plana es un sistema de electrodos de alambre ubicados en el mismo plano, ubicado entre los electrodos de alambre o sólidos. Los cables forman un sistema de detectores proporcionales. Las cámaras proporcionales se utilizan ampliamente en la experimentación física. Teniendo en cuenta el nivel actual de la tecnología, la invención propuesta utiliza un alambre (cámara de filamento). El objetivo de la invención es crear un método para medir la radiactividad del aire utilizando un modo de funcionamiento estable de un detector de alambre (un detector con un sistema de hilos conductores). El objetivo se logra mediante el uso de cámaras planas paralelas de múltiples cables llenas de aire y la creación cerca de cada cable (hilo conductor) de una intensidad de campo eléctrico suficiente para provocar la ionización por impacto de electrones cerca de cada cable. La esencia de la invención es que para medir la radiactividad del aire atmosférico, se toma una muestra de aire en un recipiente (cámara) y en él se mide el número de pulsos de partículas alfa durante un cierto período de tiempo utilizando un detector, que es Se utiliza para determinar la radiactividad del aire. El método propuesto se diferencia de los conocidos en que se crea un campo eléctrico en el volumen del recipiente (cámara) entre dos sistemas de electrodos de alambre (filamento) con un diámetro de 10 a 100 micrones ubicados en dos planos paralelos entre sí. y en un plano todos los hilos están cargados positivamente, y en el otro, negativamente durante la implementación del método. Cerca de cada filamento, se crea una intensidad de campo eléctrico suficiente para que se produzca la ionización por impacto de electrones cerca de cada filamento, y la radiactividad del aire y las impurezas radiactivas contenidas en él están determinadas por la cantidad de impulsos eléctricos de las partículas alfa registradas por separado cerca de las positivas. filamentos cargados y cerca de los filamentos cargados negativamente. Con un aumento en la diferencia de potencial y con una gran cantidad de impurezas portadoras, la descarga cerca del filamento se convierte en una corona (modo contador Geiger-Muller) y en una serpentina (Lyapidevsky V.K. Métodos para detectar radiación, M: Energoatomizdat, 1987, p. 232) A diferencia de lo que ocurre con una descarga de corriente que surge en un campo uniforme entre dos electrodos planos, la corriente que se forma cerca del cable durante su desarrollo cae en la región de un campo eléctrico débil. La serpentina se detiene a una distancia considerable del cable (hilo), donde la intensidad del campo eléctrico es significativamente menor que cerca del hilo. En la Fig. 8.10 p. 236, citado del libro de texto de Lyapidevsky V.K., muestra todos los modos de funcionamiento que surgen cuando aumenta la intensidad del campo eléctrico cerca del filamento de un detector lleno de gas. Información que confirme la posibilidad de implementar la invención. Las cámaras llenas de gas que contienen cables (hilos) conductores de corriente ubicados en dos planos paralelos entre sí se utilizan ampliamente en experimentos físicos (Materiales de un taller sobre el método de las cámaras proporcionales, Dubna, 27 al 30 de marzo de 1973, p. 102 - 103 y Fig. 1 en la página 103). Un modelo similar fue fabricado a petición del autor en el Laboratorio de Problemas Nucleares de JINR, probado por el autor y actualmente se encuentra en MEPhI. El uso generalizado de cámaras de alambre en física y tecnología confirma la posibilidad de implementar la invención.
Afirmar
Un método para medir la radiactividad del aire atmosférico, que consiste en introducir una muestra de aire en un recipiente, medirla durante un período de tiempo determinado mediante un detector del número de pulsos de partículas alfa, que determina la radiactividad del aire, caracterizado en que se crea un campo eléctrico en el volumen del recipiente entre dos sistemas de hilos conductores ubicados en planos paralelos con un diámetro de 10 a 100 micrones cada uno, y en un plano todos los hilos están cargados positivamente y en el otro, negativamente. durante la implementación del método, crear una intensidad de campo eléctrico suficiente para que se produzca ionización cerca de cada hilo por impacto de electrones, y en número de impulsos eléctricos de partículas alfa, registrados por separado cerca de hilos con carga positiva y cerca de hilos con carga negativa, determinar la radiactividad del aire y las impurezas radiactivas que contiene.
Patentes similares:
La invención se refiere a técnicas para utilizar haces de electrones acelerados, concretamente a sistemas para controlar haces de electrones de aceleradores, y está destinada a su uso principalmente en medicina, en dispositivos para radioterapia.
La invención se refiere a técnicas para medir radiaciones ionizantes y se puede utilizar en instrumentos dosimétricos y de radiación o en sistemas de control de reactores nucleares. Se conocen cámaras ionizadas en las que el ajuste preciso de la compensación se lleva a cabo cambiando el grado de saturación de corriente en la compensación. parte al ajustar el potencial del electrodo de alto voltaje, sin embargo, una disminución en el grado de saturación por debajo del 100% altera la linealidad de las características de funcionamiento de la cámara de ionización. Lo más cercano a la invención es un detector de radiación ionizante que contiene dos cámaras de ionización. conectados en direcciones opuestas y formados por las superficies de los electrodos de control y de alto voltaje y un electrodo colector colocado entre ellos
Métodos expresos para determinar la radiactividad. en cualquier objeto permiten medir la actividad específica de una muestra o la contaminación radiactiva de la superficie directamente (expresamente) sin el llamado enriquecimiento de las muestras medidas, es decir, sin concentrar sustancias radiactivas en el material de la muestra (evaporación, incineración, prensado, enriquecimiento químico, etc.).
En los laboratorios de SES, Gosagroprom, Ukoopsoyuz, organizaciones comerciales y otros ministerios y departamentos se utiliza actualmente el “Método para la determinación rápida de la actividad volumétrica y específica de nucleidos emisores beta en agua, alimentos, cultivos y productos ganaderos por Método de medición “directa” de muestras “gruesas”.
Hay cinco operaciones principales en él:
- selección y preparación de muestras del material estudiado para mediciones;
- preparar el radiómetro Beta u otro dispositivo que tenga para su funcionamiento;
- medición de fondo;
- medir muestras del material en estudio (productos alimenticios, materias primas, agua y otros objetos ambientales);
- cálculo de la radiactividad (masa específica o actividad volumétrica) de muestras y comparación con la norma permitida.
Selección y preparación de muestras del material estudiado para mediciones. Para un análisis sistemático de su investigación durante varios meses o varios años, debe llevar un diario en el que registre la fecha, el tipo de producto medido, el tipo de dispositivo (puede cambiar en uno o dos años), la ubicación del muestreo. (por ejemplo, en qué bosque y cuándo se recolectaron setas, bayas, etc.) y los resultados de las mediciones (cálculos).
Muestreo de plantas Por regla general, se llevan a cabo en las mismas zonas que las muestras de suelo. Para obtener una muestra combinada de plantas que pese entre 0,5 y 1 kg de humedad natural, se recomienda tomar al menos entre 8 y 10 muestras puntuales. La parte aérea de la cubierta de césped se corta con un cuchillo afilado o unas tijeras (sin obstruir el suelo), se coloca en una bolsa de plástico y se inserta una etiqueta de cartón o papel grueso, en la que se escribe el nombre de la planta. , se anota la fase de la temporada de crecimiento, el lugar de selección, el tipo de producto seleccionado y la fecha.
Las partes inferiores de las plantas suelen estar contaminadas con tierra. En este caso, es necesario cortar las plantas más alto o lavar bien el material con agua destilada. Los cultivos agrícolas deben muestrearse a lo largo de una diagonal de campo o una curva quebrada. La muestra combinada se compone de 8 a 10 muestras puntuales tomadas de las partes aéreas de las plantas o por separado: tallos y hojas, frutos, granos, raíces y tubérculos.
Muestreo de granos producido en toda la profundidad del montículo o bolsa de grano. Con una sonda manual, se toman muestras puntuales de las capas superior e inferior, tocando el fondo con la sonda. La masa total de muestras puntuales durante el muestreo debe ser de al menos 1 kg. El grano está mezclado.
Muestras de tubérculos y tubérculos. tomados de pilotes, terraplenes, montones, vehículos, remolques, vagones, barcazas, instalaciones de almacenamiento y directamente del suelo. Las muestras se toman de un lote homogéneo de cualquier cantidad, de una variedad, recolectadas de un campo y almacenadas en las mismas condiciones.
Las muestras puntuales se toman en diagonal a lo largo de la superficie lateral de la pila, el terraplén, los montones a distancias iguales a una profundidad de 20 a 30 cm. Se toman tubérculos y cultivos de raíces en tres puntos seguidos.
La muestra media para análisis se aísla de la muestra combinada y su peso debe ser de 1 kg.
Muestreo de pasto y masa verde.. De los pastos o campos de heno, las muestras se toman inmediatamente antes de que los animales pasten o se sieguen para alimentarse, para lo cual se asignan de 8 a 10 áreas de registro de 1 o 2 m 2 en el área seleccionada para el muestreo, colocándolas en diagonal a lo largo del área. El césped se corta (corta) a una altura de 3 a 5 cm. La masa verde obtenida de todas las muestras puntuales o áreas de conteo se recoge en el dosel, se mezcla completamente y se extiende en una capa uniforme, obteniendo así una muestra combinada. del cual se toma una muestra promedio para su análisis. Para obtener una muestra promedio, cuyo peso debe ser de 1 kg, la hierba se toma en porciones de 100 g de 10 lugares diferentes.
Muestras de forraje, almacenado en pilas, las pilas se seleccionan a lo largo del perímetro de las pilas, las pilas a distancias iguales entre sí a una altura de 1-1,5 m de la superficie de la tierra desde todos los lados accesibles desde una profundidad de al menos 0,5 m.
Muestreo de productos(cereales, legumbres, semillas, etc.) es similar a los métodos de muestreo de granos. Las manzanas, tomates, berenjenas, etc. se seleccionan mediante el método de selección de tubérculos, etc. De pequeños lotes de productos (bayas, hierbas, etc.), se toman muestras puntuales en cuatro o cinco lugares. La muestra combinada, en peso o volumen, no excederá tres veces la cantidad requerida para la medición en el instrumento apropiado.
La leche y los productos lácteos se recogen de pequeños recipientes (lata, matraz, etc.). Se toman después de mezclar y de los grandes (tanque, tina), desde diferentes profundidades del recipiente con una taza con mango alargado o una muestra especial. El tamaño medio de la muestra es de 0,2 a 1 litro y depende del tamaño de todo el lote de productos.
Muestreo de carne, órganos de animales de granja y aves de corral. Se llevan a cabo en mataderos de granjas colectivas, granjas estatales, plantas procesadoras de carne, mercados, granjas privadas y también en tiendas.
Se toman muestras de carne (sin grasa) de canales o medias canales en trozos de 30-50 g en la zona de la cuarta-quinta vértebra cervical, el omóplato, el muslo y las partes gruesas de los músculos espinales. La masa total de la muestra debe ser de 0,2 a 0,3 kg. Para un estudio de laboratorio especial, también se seleccionan huesos en una cantidad de 0,3 a 0,5 kg (columna vertebral y segunda o tercera costilla). Se toman muestras de los órganos internos de los animales en cantidades: hígado, riñones, bazo, pulmones - 0,1 - 0,2 kg, glándula tiroides - el órgano completo. Las aves de corral (pollos) se toman en canales enteras. Pollos, pavos, patos, gansos: hasta 1/4 de la canal. El número de muestras está determinado por el volumen y la naturaleza de la investigación.
Muestreo de peces Se producen en fábricas de pescado, cámaras frigoríficas, mercados, tiendas y también cuando se capturan directamente en cuerpos de agua. Los ejemplares de peces pequeños se toman en canales enteras, los grandes, solo la parte media. Todos los tipos de peces están sujetos a investigación. El peso medio de una muestra es de 0,3 a 0,5 kg. El número de muestras está determinado por el volumen y la naturaleza de la investigación.
Muestras de huevos Se seleccionan de granjas avícolas, granjas avícolas de granjas estatales, granjas colectivas, en el mercado, en tiendas y granjas personales. Tamaño de muestra: 2-3 huevos.
Muestreo de miel natural producido en colmenares, tiendas, mercados, almacenes y bases de granjas y cooperativas de consumidores.
La miel se recoge mediante un muestreador tubular de aluminio (si la miel es líquida) o una sonda de aceite (si la miel es densa) de diferentes capas del producto. La miel cristalizada se selecciona con una sonda cónica, sumergiéndola en la miel en ángulo. Al estudiar la miel en panal, se corta una parte del panal con un área de 25 cm 2 de un marco de panal. Si la miel en panal está en grumos, se toma una muestra en los mismos volúmenes de cada paquete. Después de quitar las tapas de cera, las muestras de miel se colocan en un filtro de malla con un diámetro de celda de no más de 1 mm, se colocan en un vaso y se colocan en el horno de una estufa de gas a una temperatura de 40-45 ° C. El peso de una muestra media es de 0,2 a 0,3 kg.
Muestras de lana, huesos técnicos, animales con pezuñas astadas, materias primas de peletería y pieles. seleccionados de manera similar, seguidos de trituración o trituración mecánica. Peso de la muestra: 100-200 g.
Degustación de zumos, almíbares, mermeladas, agua, compotas. Producido a partir de una masa mixta y homogénea. Peso de la muestra: 100-200 g.
Muestras de preparados cárnicos y embutidos. se seleccionan cuando son transferidos a la red de distribución, directamente en tiendas o en áreas de almacenamiento. El peso de las muestras de productos cárnicos acabados, productos semiacabados y embutidos es de 200 a 300 g.
Si es necesario, las muestras seleccionadas se limpian, lavan y trituran. Las muestras de alimentos se procesan como en la primera etapa de preparación de alimentos. Las hortalizas de raíz, los tubérculos y las patatas se lavan con agua corriente. Se quitan las hojas no comestibles del repollo. Las verduras, bayas y frutas también se lavan con agua corriente. Se lavan la carne y el pescado, se quitan las escamas y las entrañas del pescado. Se retira la tripa de las salchichas y se retira la capa de parafina del queso. Los productos preparados se muelen con una picadora de carne, un rallador, un molinillo de café, etc. Las verduras, la hierba, el heno, etc. se muelen con un cuchillo en una cubeta esmaltada.
Para medir con el radiómetro Beta, el material triturado se coloca en una cubeta especial usando una espátula o cuchara y se compacta. Se elimina el exceso de la superficie para que el producto quede al ras de los bordes superiores de la cubeta. Al analizar agua, leche y otros productos alimenticios líquidos y pastosos, el recipiente se llena con una muestra controlada.
Preparando el dispositivo para su funcionamiento. La preparación de Beta, SRP-68-01 y otros instrumentos para medir muestras, contaminación radiactiva de superficies o fondo se describe en la sección anterior.
Medidas de fondo. Esta operación se realiza en un vaso artesano vacío, limpio (descontaminado), o se puede llenar con agua destilada.
El fondo se mide antes de iniciar el estudio de muestras de material y al finalizarlo. Si hay muchas muestras y las mediciones se llevan a cabo durante un tiempo prolongado, se realizan mediciones de fondo repetidas (intermedias) cada 2 horas de trabajo. Luego se suman todas las mediciones de fondo y se determina su valor promedio, que se utiliza para calcular la actividad de los materiales en estudio.
Mediciones de muestras del material estudiado. La muestra preparada para el estudio se inserta en una casa de plomo y se mide en las mismas condiciones en que se midió el fondo (la misma distancia del mostrador y tiempo de medición). En el radiómetro Beta y otros instrumentos, por regla general, se realiza una medición de la muestra dentro de los 1000 s, o dos mediciones de 100 s cada una, o tres mediciones de 10 s cada una, y el promedio se calcula a partir de los dos valores más cercanos.
El llenado adecuado de una taza, cubeta o cubeta con material de muestra permite que los valores obtenidos de la actividad específica de la muestra se transfieran automáticamente a un kilogramo de masa o un litro de volumen del material de prueba sin pesaje ni recálculos adicionales. Esto lo proporciona el diseño del dispositivo. Por eso es importante asegurarse de que el recipiente que se está midiendo esté correctamente lleno y evitar un llenado insuficiente (o insuficiente) del material de muestra, así como un llenado excesivo.
Cálculo de la radiactividad de la muestra. Dado que los radiómetros profesionales no miden directamente la radiactividad del material de la muestra de prueba, sino que determinan su valor proporcional N (la frecuencia de conteo de los pulsos registrados por el contador del dispositivo por unidad de tiempo), la radiactividad (actividad específica) se determina mediante cálculo utilizando las fórmulas:
norte = (norte etc - norte f) / t; A=K norte(o A = norte/ PAG
Dónde norte pr - tasa de conteo de la frecuencia de repetición del pulso al medir la contaminación radiactiva de una capa "gruesa" de una muestra del material en estudio (teniendo en cuenta el fondo), imp.; norte f - tasa de recuento de fondo promedio (con una cubeta vacía o llena de agua destilada), imp.; t- tiempo de medición de fondo y de muestra, s/min); K - factor de conversión (tomado del pasaporte del dispositivo), Ki. s (mín)/l (kg) . diablillo.; P - sensibilidad del radiómetro P = 1/K; A es la actividad de volumen específico (Ci/l) o masa específica (Ci/kg) de la muestra que se está midiendo.
Ejemplo. Digamos que necesita medir té seco (georgiano, grado I) usando el radiómetro Beta. en el dispositivo norte f1 resultó ser igual a 20 imp. detrás t=10 s, un norte f, = 19 y norte f = 21 imp. El valor de fondo promedio durante 10 s de mediciones será de 20 pulsos.
Medimos la muestra de té tres veces en 10 segundos. Obtenemos: norte pr = 30 imp., norte pr2 = 34 y norte pr3 = 32 imp. Valor promedio norte pr = 32 imp.
El coeficiente en este caso es igual a:
K = 5,26. 10 -8 Ci. gramos/kg. diablillo.;
Una = norte K = 1,2 impulsos/s. 5.26. 10 -8 Ci. gramos/kg. diablillo. = 6,3. 10 -8 Ci/kg.
La norma permitida para el té (preparación en seco) es 5. 10 -7 Ci/kg, por lo que vemos que el té que medimos está dentro del rango normal, es decir, casi ocho veces por debajo de la norma.
Sin embargo, cabe señalar que desde 1988, la Norma Estatal de la URSS ha añadido a este método de cálculo la consideración del isótopo natural potasio-40. La primera fórmula para calcular la actividad tomó la forma:
|
Según la fórmula norte = |
norte etc - norte F |
||
Dónde norte K se selecciona de una tabla de contenido de potasio-40 en diversos productos y materias primas.
Este cambio de cálculo se explica por el hecho de que en los últimos años, debido a la excesiva quimización de los campos y, en particular, al uso de fertilizantes potásicos, se ha suministrado una cantidad importante de potasio radiactivo (potasio-40) a los productos agrícolas y ganaderos. , y en consecuencia, su participación en las mediciones de la radiactividad de los productos se ha vuelto significativa y sujeta a contabilidad.
Consideremos cómo convertir algunas cantidades en otras y qué relaciones existen entre unidades dosimétricas individuales. Por ejemplo, entre miliroentgens y curios, curios y rem, etc.
Se trata de unidades de cantidades físicas completamente diferentes, aunque todas caracterizan la radiactividad o sus efectos y, por tanto, no tienen relaciones matemáticas estrictas. De forma provisional, muy aproximada y sólo para una región específica y un “ramo” de radionucleidos de la práctica (sobre una base empírica), se pueden proponer algunas relaciones. Por lo tanto, el nivel de radiación (fondo) y contaminación de un área determinada se puede determinar a partir de las proporciones que figuran en la tabla. 4.
4. La relación entre el nivel de radiación y la contaminación del suelo.
|
Contaminación del suelo, Ci/km 2 |
|
Conociendo el nivel de radiación en un lugar determinado, se puede juzgar aproximadamente la contaminación por radionucleidos de un área determinada, y viceversa.
Las relaciones entre las mismas cantidades en unidades tradicionales y unidades SI están estrictamente reguladas y sus valores matemáticos se dan en el Apéndice 1.
Ejemplo. Digamos que el nivel de radiación se midió con un dosímetro y se obtuvo un valor de 0,020 mR/h (20 μR/h). Determinemos qué dosis recibirá una persona de este contexto mientras esté en la calle durante un día, mes o año, multiplicando la dosis por hora por el tiempo correspondiente. Obtenemos: por hora - 20 microR, día - 480 microR, mes -14.400 microR, año - 172,8 microR.
Pero como una persona pasa una cierta cantidad de tiempo (más del 50%) en una oficina o en un edificio residencial, naturalmente recibirá una dosis menor. Por ejemplo, en el interior el dosímetro mostró un valor de 0,01 mR/h (o 10 μR/h). Esto significa que recibirá una dosis: por día - 240 mR, por mes - 7200 mR (7,2 mR), por año - 86,4 mR.
Si suponemos que esta persona, por su tipo de trabajo y condiciones de vida, pasa una media del 50% de su tiempo al aire libre al año y el 50% en el interior, entonces la dosis será media: 15 microR por hora, 360 microR por día. , 10.800 microR por mes (10,8 mR), por año - 130 mR. Bueno, para ser más precisos, una persona no recibirá 130 mR, sino 130 mrem, ya que un rem (equivalente biológico de una radiografía) es la dosis equivalente de radiación humana.
Ahora determinemos el coeficiente de atenuación de la radiación de fondo interior de una persona en un área abierta. Tomemos los mismos valores: fuera del fondo es 20 µR/h, y en el interior - 10 µR/h:
A óvulo = 20/10 = 2
es decir, esta habitación reduce a la mitad la exposición externa de una persona. Este coeficiente también se llama coeficiente de protección. En este caso, calculamos el coeficiente de protección de las paredes de la habitación contra la radiación humana.
Presentemos una relación empírica para la radiactividad de los productos alimenticios. Por lo tanto, la tasa de dosis de exposición (EDR) medida por el dispositivo Poisk (u otro), causada por radionucleidos emisores de rayos gamma de un producto alimenticio, en microroentgens por hora, se puede convertir aproximadamente en unidades de radioactividad específica curie por kilogramo o curie por litro. :
| DER, µR/h | Actividad, ki/kg |
Nota. Datos para el dispositivo Poisk (basado en el estándar cesio-137) y para muestras con densidad igual a la unidad.
De todos los dosímetros y radiómetros domésticos destinados al público, sólo el dispositivo Bella no está calibrado en unidades SI tradicionales, sino en unidades internacionales: microsieverts (unidades de dosis equivalentes). Aproximadamente, se pueden convertir en tradicionales (microroentgens). Pasemos a la descripción del dispositivo "Manual de funcionamiento" y las "Instrucciones metodológicas" adjuntas, aprobadas por el subdirector del Instituto de Biofísica del Ministerio de Salud de la URSS, el académico L. A. Buldakov el 07/09/1989.
Rango de medición: 0,2-100 µSv/h. Esto corresponde a: 20-10 mil microR/h. Para una traducción precisa: μSv=104 μR.
La tasa de dosis de fondo natural es de aproximadamente 0,15 μSv/h (15 μR/h) y, dependiendo de las condiciones locales, puede variar en un factor de dos.
Para la población que vive cerca de centrales nucleares, la Comisión Nacional de Protección Radiológica (NK.RZ) ha fijado un límite de dosis anual de 5 mSv, que corresponde a 500 mrem o 500 mR (ya que rem es el equivalente biológico de una radiografía , 1 rem = 1,04 R ).
Si la contaminación radiactiva del producto alimenticio que se mide alcanza los 3700 Bq (>4 kBq), las lecturas del dispositivo Bella aumentarán desde el fondo del área en 0,15 μSv/h (15,6 μR/h). Esto corresponde a 1. 10 -7 Ci/kg (Ci/l) de contaminación radiactiva y se recomienda rechazar el consumo de dichos productos alimenticios o limitar su consumo en la dieta normal a la mitad, cuatro, diez veces (dependiendo del grado de contaminación).
Esta última recomendación del Ministerio de Salud de la URSS es obligatoria para todos los dispositivos: si la contaminación radiactiva medida es de 1 10~7 Ci/kg (Ci/l) y superior, entonces dichos productos alimenticios no pueden ser consumidos por adultos (y especialmente niños). . Requieren un procesamiento especial (ver recomendaciones en el Capítulo III), limpieza o “dilución” con productos puros.
La radiactividad de los fármacos se puede determinar mediante el método absoluto, calculado y relativo (comparativo). Este último es el más común.
Método absoluto. Se aplica una capa delgada del material en estudio a una película delgada especial (10-15 μg/cm²) y se coloca dentro del detector, como resultado de lo cual se utiliza el ángulo sólido completo (4) para registrar lo emitido, por ejemplo. , partículas beta y casi el 100% de eficiencia de conteo. Cuando se trabaja con un contador de 4, no es necesario realizar numerosas correcciones, como ocurre con el método de cálculo.
La actividad del fármaco se expresa inmediatamente en unidades de actividad Bk, Ku, mKu, etc.
Por método de cálculo determinar la actividad absoluta de los isótopos emisores alfa y beta utilizando contadores de centelleo o descarga de gas convencionales.
Se introducen varios factores de corrección en la fórmula para determinar la actividad de una muestra, teniendo en cuenta las pérdidas de radiación durante la medición.
Una =norte/ q r metro 2,22 10 ¹²
A- actividad de la droga en Ku;
norte- tasa de conteo en imp/min menos fondo;
- corrección de condiciones de medición geométrica (ángulo sólido);
-corrección por el tiempo de resolución de la instalación de conteo;
-corrección por absorción de radiación en la capa de aire y en la ventana (o pared) del mostrador;
-corrección por autoabsorción en la capa de fármaco;
q-corrección por retrodispersión del sustrato;
r- corrección del esquema de descomposición;
-corrección de radiación gamma con radiación mixta beta y gamma;
metro- porción pesada del medicamento medido en mg;
2,22 10 ¹² - factor de conversión del número de desintegraciones por minuto a Ci (1Ci = 2,22*10¹²disolución/min).
Para determinar la actividad específica, es necesario convertir la actividad por 1 mg a 1 kg. .
Audi= A*10 6 , (Atu/kg)
Se pueden preparar preparaciones para radiometría. Delgado grueso o capa intermedia el material que se estudia.
Si el material que se está probando tiene media capa de atenuación - 1/2,
Eso delgado
- en d<0,11/2,
intermedio
- 0,11/2
Todos los factores de corrección, a su vez, dependen de muchos factores y, a su vez, se calculan mediante fórmulas complejas. Por lo tanto, el método de cálculo requiere mucha mano de obra.
Método relativo (comparativo) ha encontrado una amplia aplicación para determinar la actividad beta de fármacos. Se basa en comparar la tasa de recuento de un estándar (un fármaco con actividad conocida) con la tasa de recuento del fármaco medido.
En este caso, deben existir condiciones completamente idénticas al medir la actividad del fármaco estándar y del fármaco de prueba.
Abril = Aet*norteetc/norteeste, Dónde
Aet - actividad del fármaco de referencia, dis/min;
Abr - radiactividad del fármaco (muestra), dispersión/min;
Neto es la tasa de conteo del estándar, imp/min;
Npr: tasa de conteo del medicamento (muestra), imp/min.
Los pasaportes de equipos radiométricos y dosimétricos suelen indicar con qué error se realizan las mediciones. Error relativo máximo Las mediciones (a veces llamado error relativo principal) se indican como un porcentaje, por ejemplo, 25%. Para diferentes tipos de instrumentos puede ser de 10% a 90% (a veces el error del tipo de medición se indica por separado). para diferentes secciones de la escala).
Basado en el error relativo máximo ± %, puede determinar el máximo absoluto Error de medición. Si se toman lecturas del instrumento A, entonces el error absoluto A = A/100. (Si A = 20 mR, a =25%, entonces en realidad A = (205) mR. Es decir, en el rango de 15 a 25 mR.
Detectores de radiaciones ionizantes. Clasificación. Principio y diagrama de funcionamiento de un detector de centelleo.
La radiación radiactiva se puede detectar (aislar, detectar) utilizando dispositivos especiales: detectores, cuyo funcionamiento se basa en los efectos físicos y químicos que surgen cuando la radiación interactúa con la materia.
Tipos de detectores: ionización, centelleo, fotográfico, químico, calorimétrico, semiconductor, etc.
Los detectores más utilizados se basan en medir el efecto directo de la interacción de la radiación con la materia - ionización del medio gaseoso. Estos son: -. cámaras de ionización;
- contadores proporcionales;
- Contadores Geiger-Muller (contadores de descarga de gas);
- contadores de corona y chispas,
así como detectores de centelleo.
Centelleo (luminiscente) El método de detección de radiación se basa en la propiedad de los centelleadores de emitir radiación de luz visible (destellos de luz, centelleos) bajo la influencia de partículas cargadas, que se convierten mediante un fotomultiplicador en pulsos de corriente eléctrica.
Cátodo Dinodos Ánodo El contador de centelleo consta de un centelleador y
PMT. Los centelleadores pueden ser orgánicos o
inorgánico, en estado sólido, líquido o gaseoso
condición. Este es yoduro de litio, sulfuro de zinc,
yoduro de sodio, monocristales de angraceno, etc.
100 +200 +400 +500 voltios
Operación PMT:- Bajo la influencia de partículas nucleares y cuantos gamma.
En el centelleador, los átomos se excitan y emiten cuantos de color visible: fotones.
Los fotones bombardean el cátodo y eliminan fotoelectrones:
Los fotoelectrones son acelerados por el campo eléctrico del primer dínodo, eliminan de él los electrones secundarios, que son acelerados por el campo del segundo dínodo, etc., hasta que se forma una avalancha de flujo de electrones que golpea el cátodo y es registrado por el circuito electrónico del dispositivo. La eficiencia de conteo de los contadores de centelleo alcanza el 100%. La resolución es mucho mayor que en las cámaras de ionización (10 v-5 - !0 v-8 versus 10¯³ en las cámaras de ionización). Los contadores de centelleo encuentran una aplicación muy amplia en equipos radiométricos
Radiómetros, finalidad, clasificación.
Con cita.
Radiómetros - dispositivos destinados a:
Mediciones de la actividad de fármacos radiactivos y fuentes de radiación;
Determinación de la densidad de flujo o intensidad de partículas y cuantos ionizantes;
Radiactividad superficial de objetos;
Actividad específica de gases, líquidos, sólidos y sustancias granulares.
Los radiómetros utilizan principalmente contadores de descarga de gas y detectores de centelleo.
Se dividen en portátiles y estacionarios.
Por regla general, constan de: - un detector-sensor de impulsos; - un amplificador de impulsos; - un dispositivo de conversión; - un numerador electromecánico o electrónico; - una fuente de alta tensión para el detector;
En orden de mejora se produjeron los siguientes: radiómetros B-2, B-3, B-4;
radiómetros decatrón PP-8, RPS-2; laboratorios automatizados “Gamma-1”, “Gamma-2”, “Beta-2” equipados con computadoras que permiten el cálculo de hasta varios miles de muestras con impresión automática de resultados, KRK-1, SRP. -68 radiómetros se utilizan ampliamente -01.
Indique la finalidad y características de uno de los dispositivos.
Dosímetros, finalidad, clasificación.
La industria produce una gran cantidad de tipos de equipos radiométricos y dosimétricos, los cuales se pueden clasificar:
Por el método de registro de la radiación (ionización, centelleo, etc.);
Por tipo de radiación detectada (,,,n,p)
Fuente de alimentación (red, batería);
Por lugar de aplicación (fijo, de campo, individual);
Con cita.
Dosímetros - dispositivos que miden la exposición y la dosis absorbida (o tasa de dosis) de radiación. Básicamente constan de un detector, un amplificador y un dispositivo de medición. El detector puede ser una cámara de ionización, un contador de descarga de gas o un contador de centelleo.
Dividido en medidores de tasa de dosis- estos son DP-5B, DP-5V, IMD-5 y dosímetros personales- medir la dosis de radiación durante un período de tiempo. Estos son DP-22V, ID-1, KID-1, KID-2, etc. Son dosímetros de bolsillo, algunos de ellos de lectura directa.
Existen analizadores espectrométricos (AI-Z, AI-5, AI-100) que le permiten determinar automáticamente la composición de radioisótopos de cualquier muestra (por ejemplo, suelos).
También hay una gran cantidad de alarmas que indican el exceso de radiación de fondo y el grado de contaminación de la superficie. Por ejemplo, SZB-03 y SZB-04 indican que se ha superado la cantidad de contaminación de las manos con sustancias betaactivas.
Indique el propósito y las características de uno de los dispositivos.
Equipo para el departamento radiológico del laboratorio veterinario. Características y funcionamiento del radiómetro SRP-68-01.
Equipo de personal para los departamentos de radiología de los laboratorios veterinarios regionales y grupos radiológicos especiales de distrito o entre distritos (en los laboratorios veterinarios regionales)
Radiómetro DP-100
Radiómetro KRK-1 (RKB-4-1em)
Radiómetro SRP 68-01
Radiómetro “Besklet”
Radiómetro - dosímetro -01Р
Radiómetro DP-5V (IMD-5)
Conjunto de dosímetros DP-22V (DP-24V).
Los laboratorios pueden equiparse con otros tipos de equipos radiométricos.
La mayoría de los radiómetros y dosímetros anteriores están disponibles en el departamento del laboratorio.
Periodización de los peligros durante un accidente en una central nuclear.
Los reactores nucleares utilizan la energía intranuclear liberada durante las reacciones en cadena de fisión del U-235 y Pu-239. Durante una reacción en cadena de fisión, tanto en un reactor nuclear como en una bomba atómica, se forman unos 200 isótopos radiactivos de unos 35 elementos químicos. En un reactor nuclear, la reacción en cadena está controlada y el combustible nuclear (U-235) se "quema" gradualmente durante 2 años. Los productos de fisión (isótopos radiactivos) se acumulan en el elemento combustible (elemento combustible). Una explosión atómica no puede ocurrir en un reactor ni teórica ni prácticamente. En la central nuclear de Chernobyl, como resultado de errores de personal y una grave violación de la tecnología, se produjo una explosión térmica y durante dos semanas se liberaron isótopos radiactivos a la atmósfera, transportados por los vientos en diferentes direcciones y, depositándose en vastas áreas, creando una contaminación irregular del área. De todos los isótopos r/a, los más biológicamente peligrosos fueron: Yodo-131(I-131) – con una vida media (T 1/2) 8 días, Estroncio - 90(Sr-90) - T 1/2 -28 años y Cesio - 137(Cs-137) - T 1/2 -30 años. Como resultado del accidente, en la central nuclear de Chernobyl se liberó el 5% del combustible y los isótopos radiactivos acumulados: 50 MCi de actividad. En el caso del cesio-137, esto equivale a 100 piezas. 200 nudos. bombas atómicas. Ahora hay más de 500 reactores en el mundo y varios países obtienen entre el 70 y el 80% de su electricidad de centrales nucleares, en Rusia el 15%. Teniendo en cuenta el agotamiento de las reservas de combustibles orgánicos en el futuro previsible, la principal fuente de energía será la nuclear.
Periodización de los peligros tras el accidente de Chernobyl:
1. período de peligro agudo por yodo (yodo - 131) durante 2-3 meses;
2. período de contaminación de la superficie (radionucleidos de vida corta y media): hasta finales de 1986;
3. período de entrada de raíz (Cs-137, Sr-90): desde 1987 durante 90-100 años.
Fuentes naturales de radiaciones ionizantes. Radiación cósmica y sustancias radiactivas naturales. Dosis de ERF.
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