Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8



Сторінка12/22
Дата конвертації15.02.2018
Розмір1.55 Mb.
ТипЛекція
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   22

Лекція № 9. Фактори опромінення населення


Як правило, в навколишньому середовищі зустрічаються тільки два типи ядерних перетворень: альфа (α) і бета (β). Гамма-випромінювання супроводжує кожен з цих типів розпаду. Ядерні перетворення елементів з випусканням нейтронів або протонів (наприклад, спонтанне ділення), рідкісний випадок для Земної поверхні. Вклад таких реакцій в природний радіаційний фон мізерно малий і їм нехтують. На Сонці або в надрах Землі нейтронне і протонне випромінювання - звичайний випадок - там йде реакція ядерного синтезу з великим виділенням енергії. Однак, на Земний поверхні ці реакції вже давно закінчилися. Альфа-і бета-активні ізотопи - відгомони подібних процесів в минулому.

Основні фактори природного опромінення:

1. вплив космічного випромінювання

2. радіоактивність порід та мінералів

3. газ радон.

Найбільший вплив на біоту складає газ радон, який утворюється при розпаді природного урану. Його внесок у річну сумарну дозу фонового опромінення, отримувану людиною, становить ~ 55%, внутрішнє опромінення природними радіонуклідами (40К, 232Th, 235U, 238U) додає 11%, вплив космічного випромінювання і космогенних радіонуклідів (3Н, 14С) - 8% і радіоактивність порід та мінералів - ще 8%. Частину ефективної еквівалентної дози ми отримуємо за рахунок використання радіоактивних ізотопів при різній медичній діагностиці (15%) і від впливу техногенних радіонуклідів (3%).


Космічне випромінювання


Це іонізуюче випромінювання, безперервно падаюче на поверхню Землі з світового простору (первинне космічне випромінювання), і утворюється в земній атмосфері в результаті взаємодії первинного космічного випромінювання з атомами повітря (вторинне космічне випромінювання).

dd5785

Первинне космічне випромінювання утворюється внаслідок виверження і випаровування матерії з поверхні зірок і туманностей космічного простору. Воно складається в основному з ядер легких атомів: водню - протонів (79%), гелію - альфа-частинок (20%), літію, берилію, бору, вуглецю, азоту, кисню і інших елементів, більшість з яких володіють дуже високою енергією - в інтервалі 3 ... 15 ГеВ, а деякі - 1017 ... 1018 еВ. Такі великі енергії первинні космічні частинки отримують в результаті прискорення їх в змінних електромагнітних полях зірок, багаторазового прискорення в магнітних полях хмар космічного пилу міжзоряного простору. Однак лише деякі частинки досягають поверхні Землі, так як вони взаємодіють з атомами повітря, утворюючи потоки частинок вторинного космічного випромінювання. Тому основну масу космічних променів, що досягають поверхні Землі, становить вторинне космічне випромінювання.

Вторинне космічне випромінювання дуже складне і складається з усіх відомих у даний час елементарних частинок і випромінювань. Основну масу їх, що досягають рівня моря, складають: π ± - і μ ±-мезони (70%), електрони і позитрони (26%), первинні протони (0,05%), гамма-кванти, швидкі і надшвидкі нейтрони.

Крім того, під дією випромінювання в атмосфері з'являються додаткові радіоізотопи: 14С, 3Н, 7Ве, 10Ве.

При підйомі літака з висоти 4000 м до 12000 м рівень опромінення за рахунок космічних променів зростає приблизно в 25 разів.

 Вклад космічного випромінювання в ефективну дозу зовнішнього опромінення населення 0,40 мЗв / рік.



warning

Вклад космічного випромінювання в ефективну дозу зовнішнього опромінення населення 0,40 мЗв / рік.



Природно-радіоактивні елементи


Знаходяться природно-радіоактивні елементи в Земний корі переважно в уранових і торієвих рудах, і майже всі вони є ізотопами важких елементів з атомним номером більше 82. Ядра важких елементів нестійкі і зазнають багатократні послідовні ядерні перетворення. В результаті виникає цілий ланцюжок радіоактивних розпадів, в якій ізотопи виявляються генетично пов'язані між собою. Такий ланцюжок називається радіоактивним сімейством або рядом (Мал. 0.1).

В даний час відомо три природно-радіоактивних ряди:

1) урановий (Мал. 0.1.а). Вихідний елемент сімейства в результаті 14 послідовних радіоактивних перетворень переходить в стійкий ізотоп свинцю. Оскільки це сімейство включає в себе важливий радіоактивний елемент - радій, то воно часто позначається як сімейство урану-радію.

2) торієвий (Мал. 0.1.б). Родоначальник сімейства шляхом 10 послідовних перетворень переходить у стабільний ізотоп свинцю.

3) актіноурановий (Мал. 0.1.в). Родоначальником цього ряду є ізотоп урану, який раніше називали актіноураном ACU. Через 11 перетворень переходить у стабільний ізотоп свинцю. Через присутність серед членів ряду ізотопу актинію це сімейство іноді називають сімейством актинія або актинія, урану.

В кінці дев'ятнадцятого - початку двадцятого століть ще не мали повного уявлення про ізотопи, тому кожну речовину з новими фізико-хімічними властивостями вважали новим елементом і призначали їй своє ім'я. Цим пояснюється присутність власних імен у багатьох членів радіоактивних сімейств.



  • Передбачається, що зміст U і Th з наближенням до ядра Землі зменшується приблизно в 1000 разів.

  • В космічних тілах (кам'яних метеоритах, гірських породах Венери) виявляються приблизно з таким же вмістом, як і у відповідних породах земної кори. Місячні породи дещо збіднені в порівнянні з земними.

    warning

    Середньосвітове значення ефективної дози внутрішнього опромінення за рахунок надходження довго живучих природних радіонуклідів уранового і торієвого рядів з продуктами харчування та питною водою складає 0,12 мЗв / рік.

  • Середньосвітове значення ефективної дози внутрішнього опромінення за рахунок надходження довгоживучих природних радіонуклідів уранового і торієвого рядів з продуктами харчування та питною водою складає 0,12 мЗв / рік.

  • Протягом декількох десятків років, наприклад, глиноземи використовувалися в Швеції при виробництві бетону, із застосуванням якого було побудовано 350-700 тисяч будинків. Потім несподівано виявили, що глиноземи дуже радіоактивні. В середині 70-х років їх використання було різко скорочено, а потім вони зовсім перестали використовуватися в будівництві.

  • Кальцій-силікатний шлак - побічний продукт, одержуваний при переробці фосфорних руд і володіє, як з'ясувалося, досить високою питомою радіоактивністю, - використовувався в якості компонента бетону та інших будівельних матеріалів в Північній Америці (шт. Айдахо і Флорида) і в Канаді.

  • Фосфогіпс - ще один побічний продукт, що утворюється при іншій технології переробки фосфорних руд, - широко застосовувався при виготовленні будівельних блоків, сухої штукатурки, перегородок і цементу. Він дешевше природного гіпсу, і його використання віталося захисниками навколишнього середовища, оскільки фосфогіпс відноситься до розряду промислових відходів і, таким чином, його використання допомагає зберегти природні ресурси та зменшити забруднення навколишнього середовища. В одній тільки Японії в 1974 році будівельна промисловість витратила 3 ​​млн. тонн цього матеріалу. Однак фосфогіпс володіє набагато більшою питомої радіоактивністю, ніж природний гіпс, і, люди, що живуть в будинках, побудованих з його застосуванням, піддаються опроміненню, на 30% більше, ніж мешканці інших будинків. Згідно деяким оцінками, очікувана колективна ефективна еквівалентна доза опромінення в результаті застосування цього матеріалу складає ~ 300 000 чел-Зв.

  • Відомі випадки застосування в будівництві навіть відходів уранових рудників. У 1952-1966 роках порожня порода з відвалів збагачувальних фабрик (урановий концентрат) використовувалася в якості будівельного матеріалу і для засипки будівельних площадок під будинки, особливо в місті Гранд-Джанкшен (шт. Колорадо). У канадському місті Порт-Хоп (провінція Онтаріо) для будівельних цілей використано відходи, що залишаються після витягування радію з руди. В обох випадках довелося втрутитися уряду і залучити винних до судової відповідальності за шкоду, заподіяну здоров'ю людей, які зазнали нічим не виправданого опромінення.

  • В деяких випадках будинки зводилися прямо на старих відвалах гірничодобувних підприємств, що містять радіоактивні матеріали. Так, в США (шт. Колорадо) будинок виявився побудованим на відходах уранових рудників, у Швеції - на відходах переробки глинозему, в Австралії - на відходах, що залишилися після виробництва радію, у Флориді - на місцях після видобутку фосфатів. Але навіть і в менш екзотичних випадках просочений крізь підлогу радон представляє собою головне джерело радіоактивного опромінення населення в закритих приміщеннях.

Крім радіоактивних сімейств в природі існують поодинокі радіонукліди, які, розпадаючись, відразу дають стійкі атоми (Таблиця 0.1):
Таблиця 0.1. Одиночні природні радіонукліди.

Нуклід

Тип перетворення

Масова частка радіонукліда від всіх ізотопів даного елемента,%

Період напіврозпаду, років

Продукти розпаду

K

β

0,012

1,484·109

Ca

К-захват

Ar

Rb

β

27,85

4,88·1010

Sr

In

β

95,77

5,1·1015

Sn

Sn

2β

6,11

1,5·1017

Te

La

β

0,089

1,35·1011

Ce

К-захват

Ba

Nd

β

5,62

1016

Pm

Sm

α

15,07

1,08·1011

Nd

Lu

β

2,59

3,6·1010

Hf

К-захват

Yb

Re

β

62,93

5·1010

Os

 


warning

В організмі людини масою 70 кг знаходиться в середньому К-140 г, U - 2∙10-5 г; Ra-10-10 г.

Внутрішнє опромінення за рахунок 40К 0,17 мЗв / рік.



Неподалік від міста Посус-ді-Калдас в Бразилії, розташованого в 200 км на північ від Сан-Паулу, є невелика височина. Як виявилося, тут рівень радіації в 800 разів перевершує середній і досягає 250 мЗв / рік. З якихось причин височина виявилася непридатною. Однак лише трохи менші рівні радіації були зареєстровані на морському курорті, розташованому в 600 км на схід від цієї височини.



Гуарапарі - невелике місто з населенням 12 000 чоловік - щоліта стає місцем відпочинку приблизно 30 000 курортників. На окремих ділянках його пляжів зареєстрований рівень радіації 175 мЗв / рік. Радіація на вулицях міста виявилася набагато нижче - від 8 до 15 мЗв / рік, - але все ж значно перевищувала середній рівень. Схожа ситуація спостерігається в рибацькому селі Меаіпе, що розташоване в 50 км на південь від Гуарапари. Обидва населених пункти стоять на пісках, багатих торієм.

В іншій частині світу, на південному заході Індії, 70 000 людей живуть на вузькій прибережній смузі довжиною 55 км, уздовж якої також тягнуться піски, багаті торієм. Дослідження, що охопили 8513 чоловік з числа проживаючих на цій території, показали, що дана група осіб одержує в середньому 3,8 мЗв / рік на людину. З них понад 500 людей отримують понад 8,7 мЗв / рік. Близько шістдесяти отримують річну дозу, що перевищує 17 мЗв / рік, що в 50 разів більше середньої річної дози зовнішнього опромінення від земних джерел радіації.

Ці території в Бразилії й Індії є найбільш добре вивченими «гарячими точками» нашої планети. Але в Ірані, наприклад в районі містечка Рамсер, де є джерела, багаті радієм, були зареєстровані рівні радіації до 400 мЗв / рік. Відомі й інші місця на земній кулі з високим рівнем радіації, наприклад у Франції, Нігерії, на Мадагаскарі.

рядыРис. 0.1. Схеми радіоактивних перетворень в урановому (а), торієвому (б) і актіноурановому (в) рядах.



Поділіться з Вашими друзьями:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   22

Схожі:

Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 icon9 клас І. Мистецтво в просторі культури Види і мова мистецтв
Види І мова мистецтв. Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні)...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconЛекція №2 Основні аспекти інформатики. Архітектура персональних комп'ютерів Основні розділи лекції
Виникла на стику всіх медичних дисциплін, досліджує всі види медичної інофрмації, зв’язки між ними І формує системний підхід в осмисленні...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconДіяльність В.І. Вернадського
Наукові праці присвячено дослідженням хімічного складу земної кори, атмосфери, гідросфери, міграції хімічних елементів у земній корі,...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconСкладні речення, їх види
Мета: повторити, закріпити, узагальнити знання учнів про складні речення, їх групи, вдосконалювати вміння І навички визначати види...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconЛекція Предмет та основні функції релігії Лекція 2
Термін "релігія" походить, за Цицероном, від латинського "геge1е" шанувати, почитати, І означає "богошанування", "культ"; або ж,...
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconПрограма курсу за вибором зі світової літератури «Мотиви й образи світової літератури в музичному мистецтві»
Заняття Мистецтво. Види мистецтва. Література, музика як види мистецтва
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconТема: Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини й образ світу у мистецьких шедеврах
Просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconТема: Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини й образ світу у мистецьких шедеврах
Просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття «образ» у мистецтві. Світ людини
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconКурс лекцій київ «либідь» 1997 зміст передмова вступ тема східна азія. Тибет І великий степ у середні віки лекція китай (закінчення) Лекція великий степ
Головна редакція літератури з духовного відродження України та історико-філософських наук
Лекція №2 Види радіоактивних розпадів І випромінювань 8 iconМатеріали для опрацювання художнякультур а
Види мистецтва та специфіка їх художньо-образної мови. Просторові, часові та просторово-часові (синтетичні) види мистецтв. Поняття...


База даних захищена авторським правом ©biog.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка