ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

  Характер воздействия радиации зависит от вида ионизирующих излучений (см. табл. 8) и его дозы. Доза — это количество энергии, поглощенное веществом. Характеристика основных видов ионизирующих излученийи приемы защиты от них Таблица 8

Вид излучения Природа излученияПроникающая способностьПриемы защиты
Гамма (у)- излучение Электро магнитное (рентгенов ское) Очень высокаяКаменные стены ослабляют дозу в 10 раз, деревянные — в 2 раза, подвал каменного дома — в 40—100 раз
Альфа (а)- излучение Поток ядер атомов гелия Слабая (несколько микрон) Это излучение задерживает обычный лист бумаги, поэтому одежда защищает от внешнего облучения. Опасность представляет попадание а-частиц внутрь организма с пищей, водой, воздухом
Бета (р)- излучение Поток электроновВысокая, выше, чем у сх-излуче- ния Одежда не может полностью защитить, нужно использовать любое укрытие
Нейтрон ное излучение Поток нейтральных частиц Очень высокаяНаиболее опасное излучение. Надежная защита — убежище, противорадиационное укрытие, глубокий подвал

В качестве единицы измерения радиоактивности принято одно ядерное превращение (распад) в секунду. В Международной системе единиц измерения (система СИ) эта единица получила название беккерель (Бк). Широко используется и внесистемная единица — кюри (Ки). 1 Ки = 3,7-1010 Бк. Важной характеристикой всех радиоактивных элементов (изотопов[3]) является время, в течение которого их радиоактивность уменьшается в 2 раза. Такая характеристика является постоянной для каждого изотопа и называется периодом полураспада. Для различных радиоактивных элементов его продолжительность колеблется от долей секунды (калий-41) до нескольких миллиардов лет (уран-238). Важность значения данной характеристики связана с опасностью биологического воздействия изотопа и возможностью его накопления в организме человека и сельскохозяйственных животных: продолжительность биологического воздействия радионуклидов находится в прямой зависимости от периода их полураспада. Кроме того, короткоживущие изотопы (имеющие короткий период полураспада) не накапливаются в организме. Доза излучения (поглощенная доза) — энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества, в том числе человеком. Поглощенная доза является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия. В качестве единицы поглощенной дозы в системе СИ используется специальная единица — грей (Гр). Поглощенная доза, при которой 1 кг облучаемого вещества поЛучает энергию в 1 джоуль (Дж) — это 1 грей. Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) характеризует приращение дозы в единицу времени. Ее единица в системе СИ — грей в секунду. Еще используется и внесистемная единица мощности поглощенной дозы — рад в секунду или рад в час. 1 Гр = = 100 рад.

Для характеристики степени ионизации воздуха под воздействием рентгеновского и гамма-излучения используется экспозиционная доза облучения, измеряемая в рентгенах (Р).

Это внесистемная единица, однако она применяется гораздо чаще, чем системная — кулон на 1 кг воздуха (Кл/'кг). Для количественного учета биологического воздействия различных видов излучения применяется эквивалентная доза. При одной и той же поглощенной дозе нейтронное и альфа-излучение вызывают значительно больший поражающий эффект, чем гам- ма-излучение. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зи- вертах (Зв). В качестве внесистемной единицы эквивалентной дозы используется бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 Зв = 100 бэр. Доза облучения можетбыть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток. Если продолжительность облучения превышает этот срок, то оно считается многократным. Опасно ли ионизирующее излучение для здоровья человека? Самый простой ответ — ионизирующее излучение опасно для здоровья человека, как и для любого организма, только при больших уровнях воздейстия. Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эффекты у человека могут наступить при дозах свыше 0,5 Зв (50 бэр) в случае однократного облучения и при дозах свыше 1,5 Зв в год (150 бэр в год) в случае продолжительного — хронического — облучения. Если все тело человека было однократно (иначе говоря — остро) облучено в дозе свыше 1 Зв (100 бэр), то у этого человека может развиться лучевая болезнь. Признаки поражения организма человека при превышении так называемых пороговых значений доз облучения приведены в таблице 9. Человек, прикрывающий собой ядерный гриб – идея монумента, установленного в Москве на Митинском кладбище, где покоятся жертвы Чернобыльской аварии Признаки поражения человека в зависимостиот дозы облучения Таблица 9

Доза облучения, бэрПризнаки поражения человека
gt; 50Видимых признаков поражения нет
gt; 100При многократном облучении (10—30 суток) внешних признаков нет. При однократном — у 10% возникает тошнота, рвота, слабость.
gt; 200При многократном (в течение 3 месяцев) — внешних признаков нет. При однократном — признаки лучевой болезни 1 степени.
gt; 300При многократном — первые признаки лучевой болезни. При однократном — лучевая болезнь И степени.
gt; 400-700Лучевая болезнь Ш степени. Головная боль, температура, слабость, тошнота, рвота, понос, изменение состава крови. При отсутствии лечения — смерть.
gt; 700В большинстве случаев смертельный исход.
gt; 1000Молниеносная форма лучевой болезни, гибель в первые сутки.

Никакой другой вид энергии (тепловая, электрическая), поглощенной биологическим объектом в том же количестве, не приводит к таким, зачастую необратимым, изменениям в организме любого живого организма, какие вызывает ионизирующее излучение. Необходимо отметить, что биологическое действие ионизирующих излучений на организм имеет ряд особенностей: неся в себе огромную опасность для здоровья и жизни, оно неощутимо человеком; существует скрытый (инкубационный) период проявления действия ионизирующего излучения, который может быть весьма продолжительным; О одним из видов последствий облучения являются так называемые генетические эффекты — разнообразные наследственные заболевания, возникающие в результате мутаций (изменений) в половых клетках; получаемые человеком дозы излучений накапливаются в организме (кумулятивный эффект), из-за чего вероятность возникновения заболеваний пропорциональна длительности воздействия радиации; наиболее чувствительны к облучению дети в период роста; О степень чувствительности к облучению различных органов и тканей человека неодинакова; радиочувствительность живых организмов также весьма различна: смертельная доза для бактерий — 104 Гр, для насекомых — 103 Гр, для млекопитающих — 10 Гр. За счет естественного излучения и искусственных источников (медицинские исследования, радиоактивные осадки) человек получает в год порядка 2—3 мЗв.

Вопросы и задания Какова природа радиоактивной опасности? Какие особенности биологического действия ионизирующего излучения делают его одним из самых коварных врагов всего живого? Назовите основные виды ионизирующих излучений. Альфа-излучение обладает слабой проникающей способностью: его задерживает даже лист бумаги. Чем же обусловлена его способность вызывать значительные биологические повреждения живых клеток? 

  1. Единицы измерения радиоактивности и ионизирующих излучений
  2. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ
  3. 3.2.4. Ионизирующие излучения
  4. Ионизирующее излучение
  5. 6.6.4. Защита от ионизирующих излучений
  6. 2.7. Ионизирующие излучения и обеспечение радиационной безопасности
  7. Лекция 11. ИОНИЗИРУЮЩИЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ: ОПАСНОСТЬ, ОЦЕНКА, ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ. БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
  8. I. ВЫСКАЗЫВАНИЕ КАК ЕДИНИЦА РЕЧЕВОГО ОБЩЕНИЯ. ОТЛИЧИЕ ЭТОЙ ЕДИНИЦЫ ОТ ЕДИНИЦ ЯЗЫКА (СЛОВА И ПРЕДЛОЖЕНИЯ)
  9. Тема IV. НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ И ИОНИЗИРУЮЩИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ (ИЗЛУЧЕНИЯ, ПОЛЯ) ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ: МЕХАНИЗМ ЯВЛЕНИЯ, НОРМИРОВАНИЕ, БЕЗОПАСНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ЗАЩИТА
  10. 11.4. БЮДЖЕТНЫЕ ОГРАНИЧЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЯ. РАВНОВЕСИЕ ПОТРЕБИТЕЛЯ. ЭФФЕКТ ЗАМЕЩЕНИЯ И ЭФФЕКТ ДОХОДА
  11. 2.З.5.1.1.              . Вещами признаются материальные (телесные) объекты, предметы природы и продукты труда, обладающие физическими, химическими, биологическими и т. п. свойствами, т. е. натуральной формой
  12. Сдвоенный эффект ТР (би-эффект)
  13. Единица и двоица

Источник: https://bookucheba.com/jiznedeyatelnosti-bjd-bezopasnost/ioniziruyuschee-izluchenie-priroda-edinitsyi-65544.html

Тема урока: «Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения,

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
ч. 1
Тема урока:«Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты».

Цель  урока:

Дать представление о радиации, ее положительной роли и отрицательном воздействии на человека.

Задачи:

  • Изучить основные понятия радиации; источниках и видах ионизирующего излучения, единицах измерения, воздействия на человека.
  • Развитие мышления, памяти, речи, воображения, мировоззрения, эмоционально-волевых потребностей, лидерских качеств; умения выступать перед аудиторией, слушать, анализировать ситуацию,  делать выводы.
  • Воспитание ответственности, самостоятельности, нравственности, воспитание бережного отношения к здоровью.

Тип урока: урок изложения нового материала.

Учебные вопросы:

  • Ионизирующее излучение и его виды.
  • Источники излучений (естественные и искусственные).
  • Внутреннее и внешнее облучение организма.
  • Нормы радиационной безопасности человека.

Продолжительность урока:  30 минут.

Методы обучения: проблемный, эвристический, объяснительно-иллюстративный (объяснение, демонстрация), опережающего обучения.

Формы организации:  коллективная, индивидуальная.

Оборудование: учебник, тетрадь, план, схемы; компьютер; мультимедийный проектор; презентация.

 План урока:

  1. Организационный момент. 2 мин
  2. Целеполагание и мотивация. 1 мин
  3. Актуализация. 20 мин

Динамическая пауза. 1 мин

  1. Осознание и осмысление учебной информации. 3 мин
  2. Первичное закрепление учебного материала. 5 мин
  3. Рефлексия (подведение итогов урока). 1 мин

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель: Здравствуйте, ребята, садитесь. Кто отсутствует в классе? Будьте внимательны, и активны.

2. Целеполагание и мотивация.

Учитель.

А как вы думаете, на чем основана работа атомной электростанции? Она работает на энергии атома. Человек смог освоить этот колоссальный вид энергии и пустить его на благо людей.

Но как у любого явления, у атомной энергии есть две стороны – положительная и отрицательная. Положительную мы узнали, давайте попытаемся узнать об отрицательной стороне и о том, зачем нужна атомная энергия человеку.

  Тема сегодняшнего урока: «Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты».

3. Актуализация знаний и умений.

Учитель. Наш урок пройдет в форме проблемной лекции. Мы с вами за занятие должны решить такую проблему: Чем опасно ионизирующее излучение для человека. Я предлагаю вам вести по ходу объяснения записи в тетради, фиксируя основные моменты и слова. План  нашего урока записан на слайде (слайд № 3):

  1. Ионизирующее излучение и его виды.
  2. Источники излучений (естественные и искусственные).
  3. Внутреннее и внешнее облучение организма.
  4. Нормы радиационной безопасности человека.

Эпиграфом к нашему уроку будет загадка: «Она не слышна, не видна, не пахнет, не дымит. Определяется только приборами. Не безобидна». Догадались? Да, это – радиация (слайд № 4).

Посмотрите на слайд и скажите, что общего между этими тремя датами (6 и 9 августа 1945 г., 26 апреля 1986 г.). Если вы затрудняетесь с ответом, то я открою еще три слова (Хиросима и Нагасаки,  Чернобыль).

(слайд № 5).

Да, действительно это даты и места страшных трагедий. Это места радиоактивного воздействия на большое количество людей. Вот она, вторая сторона атомной энергии – радиация, или ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. Сейчас мы посмотрим небольшой видеоролик.

1) Ионизирующее излучение и его виды.

Ионизирующее излучение, в частности радиоактивное, занимает особое место среди многочисленных факторов среды обитания человека, так или иначе влияющих на его здоровье и жизнь.

Ионизирующее излучение было обнаружено сравнительно недавно. В 1895  г. известный немецкий физик Вильгельм Рентген открыл излучение, названное его именем. Чуть позже, в 1896  г.

, Антуан Анри Беккерель обнаружил излучение солей урана, а в 1898  г. М. Кюри и П.

Кюри установили излучение полония и радия, а также факт превращения радионуклидов в другие химические элементы (была открыта цепочка распадов).

С этого времени изучение ионизирующего излучения и ядовитых реакций стало одним из приоритетных направлений физики. Исследования дорого обошлось научному миру – около 4000 ученых отдали свои жизни, изучая эти явления (слайды  № 6,7).

Ионизирующее излучение представляет собой потоки заряженных и нейтральных частиц, а также электромагнитных волн. При прохождении через вещество ионизирующее излучение вызывает в нём ионизацию, т. е.

превращение нейтральных, устойчивых атомов и молекул вещества в электрически заряженные, возбужденные, неустойчивые частицы. Это сложное излучение, включающее в себя излучения нескольких видов.

(Рассказывает с помощью схемы, слайд № 8).

Радиация – это сложное явление, которое включает в себя излучения нескольких видов: альфа-, бета- и гамма-излучение. Каждое из них различно не только по названию, но и по степени проникающей способности в ткани (слайд № 9).

Альфа-излучение – распространяется на небольшие расстояния: в воздухе – не более 10 см, в биоткани – до 0,1 мм. Полностью поглощаются листом бумаги. Не представляют опасности, за исключением непосредственного контакта с кожей.

Бета-излучение – распространяется в воздухе до 15 м, в биоткани – на глубину до 15 мм, в алюминии – до 5 мм. Одежда наполовину ослабляет их действие. Не проходят через оконное стекло и металлические предметы толщиной несколько миллиметров. Но при контакте с кожей также опасно.

Гамма-излучение – распространяется со скоростью света, в воздухе на сотни метров, свободно проникает через одежду, тело человека и значительные толщи материалов. Это излучение самое опасное для человека.

Дозу излучения принято измерять в рентгенах (Р) – это количество энергии, поглощаемое 1 г вещества (слайд № 10). А дозу облучения в бэр.

Учитель: Переходим ко второму пункту плана и разберем ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ  ИЗЛУЧЕНИЙ.

2) Источники излучений (естественные и искусственные) (слайд № 11).

Учитель: Все источники можно разделить на 2 группы: естественные и искусственные. Давайте обратимся к схеме №1, которая есть у каждого из вас и рассмотрим ее внимательно.

Схема 1

Нужно добавить, что на Земле есть места, где очень высокий уровень естественной радиации. Их всего пять: Бразилия, Франция, Индия, Египет и о .Ниуэ в Тихом океане. Однако, люди там здоровы, т.к. проживают длительное время и уже адаптировались. Так как космос – источник естественного излучения, то высота местности также имеет значение.

Чем выше над уровнем моря, тем большее значение имеет радиационный фон. В открытом космосе – жесткая радиация, поэтому космические корабли должны быть надежно защищены от радиационного воздействия.

Источники искусственного облучения весьма разнообразны, находятся нередко рядом с нами, поэтому необходимо знать, какая доза радиации является безопасной.

Переходим к следующему пункту нашего плана. В зависимости от того, как расположен источник излучения, различают ВНУТРЕННЕЕ И ВНЕШНЕЕ ОБЛУЧЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА.

3) Внешнее и внутреннее облучение человека.

Давайте подумаем, в каком случае радиация опаснее – снаружи или внутри организма?

Конечно же, когда источник облучения находится внутри организма. У вас есть еще одна схема, показывающая  виды облучения. Разберем ее (схема 2, слайд № 12).

Схема 2

Доза излучения – Р (рентген)

Доза облучения – бэр (биологический эквивалент рентгена),   1 бэр = 1 Р

От 4 до 12 мкР/ч Естественный радиационный фон
30 – 100 мбэр (0,03 -0,1 бэр) Годовая доза облучения
500 мбэр Допустимое облучение за год

Вам, наверное, интересно узнать в цифрах  НОРМЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА? Тогда давайте послушаем сообщение «медицинского работника».

4) Нормы радиационной безопасности человека.

Естественный радиационный фон составляет 4–12 мкР/ч. При превышении дозы может возникнуть лучевая болезнь.

В результате воздействия излучения происходит нарушение функций всех органов и систем, но наиболее тяжелым является поражение центральной нервной системы, системы кроветворения, желудочно-кишечного тракта.

У лучевой болезни различают 4 степени в зависимости от дозы облучения и времени, проведенного в зоне заражения.

Доза облучения, бэр Признаки поражения человека
> 50 Видимых признаков поражения нет
> 100 При многократном облучении (10—30 суток) внешних признаков нет. При однократном — у 10% возникает тошнота, рвота, слабость.
> 200 При многократном (в течение 3 месяцев) — внешних признаков нет. При однократном — признаки лучевой болезни I степени.
> 300 При многократном — первые признаки лучевой болезни. При однократном — лучевая болезнь II степени.
> 400-700 Лучевая болезнь III степени. Головная боль, температура, слабость, тошнота, рвота, понос, изменение состава крови. При отсутствии лече­ния — смерть.
> 700 В большинстве случаев смертельный исход.
> 1000 Молниеносная форма лучевой болезни, гибель в первые сутки.

Динамическая пауза.

И.п. – стоя. 

  1. Давайте посмотри вокруг – видна ли радиация? (вращение головой).
  2. Напишите руками в воздухе буквы α, β, γ (вращение руками).
  3. Где радиация выше – в горах или на равнине (руки вверх, наклон вперед – достать руками пол).
  4. Электроны в ядре атома двигаются хаотично (прыжки, шаги на месте).

4. Осознание и осмысление учебной информации.

Учитель. Ребята, вы узнали почти все о радиации. Эта тема очень актуальна сегодня, особенно для нашей местности, так как мы живем рядом с потенциально опасным объектом.

Какой радиационно-опасный объект находится рядом с нами?

Да, это Балаковская АЭС. Мы должны знать много о радиации, чтобы принимать верные решения.

5. Первичное закрепление учебного материала.

Учитель: Сейчас проверим, как вы усвоили новую тему. Я буду задавать вопросы и посмотрим, как вы на них ответите. За каждый правильный ответ ставится 1 балл (слайд № 15).

  1. Какие виды излучения вы теперь знаете?
  2. Какое из них самое опасное?
  3. В каких единицах измеряется доза: а) излучения, б) облучения?
  4. Радон – это искусственный или естественный источник излучения?
  5. Кто  больше облучается: а) живущие на равнине, б) живущие в горах?
  6. Какова годовая доза естественного облучения?

Проверка осуществляется по ключу (слайд № 16). После этого подсчитывается количество баллов, выставляются оценки.

6. Рефлексия (подведение итогов)

Учитель: Итак, сегодня на уроке вы познакомились с понятием «Ионизирующее излучение». Более подробно с данным явлением вы познакомитесь на уроках физики. Мы же на следующих уроках изучим всё, что касается радиационно-опасных объектов и возможных аварий на них. Давайте, перечислим те слова, которые встретились сегодня нам на уроке впервые.

ч. 1

Источник: http://izumzum.ru/health/tema-uroka-ioniziruyushee-izluchenie-priroda-edinici-izmereniy/main.html

Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Радиоактивность– это явление самопроизвольного превращения одних атомных ядер в другие,сопровождаемое испусканием частиц и электромагнитного излучения. Сегодня рядпредприятий используют радиоактивные вещества, в связи с чем, вводится понятиерадиационно опасного объекта.

Радиационно опасный объект – это объект,на котором используют, хранят, перерабатывают или транспортируют радиоактивныевещества. Именно на таких объектах и происходят радиационные аварии.

Радиационнаяавария – это авария на радиационно опасном объекте, которая приводит квыбросу или выходу радиоактивных продуктов или появлению ионизирующих излученийв количествах, превышающих установленные нормы для данного объекта.

Так вот, что же это заизлучения такие и как можно измерить их количество? Ионизирующее излучение– это излучение, которое влечет за собой образование электрических зарядовразных знаков при взаимодействии с окружающей средой.

Еще в начале прошлого века,Эрнест Резерфорд доказал, что существует три вида радиоактивных излучений: альфа-,бета- и гамма-излучение. Позднее, когда был открыт нейтрон, выяснилось, чтосуществует еще и нейтронное излучение.

Рассмотрим каждый извидов излучения, не вдаваясь в подробности. Некоторые радиоактивные элементыиспускают альфа-лучи. Альфа-лучи, на самом деле, представляют собойпоток ядер атомов гелия.

Эффект от облучения альфа-частицами напоминает эффектожога. Альфа-частицы обладают низкой проникающей способностью (всего несколькомикрон).

Таким образом, они способны поразить только кожу, а защититься отальфа-частиц можно обычной одеждой.

Другие радиоактивныеэлементы испускают бета-лучи. Бета-лучи, на самом деле, представляют собойпоток электронов. Такой поток может проникать на несколько сантиметров, поэтомузащититься обычной одеждой от бета-лучей можно лишь частично. Однако, костюмрадиационной защиты, который сделан из прорезиненного и просвинцованногоматериала практически полностью задерживает бета-лучи.

 Существуют такженекоторые элементы, которые, находясь в особом состоянии, испускают гамма-лучи.Гамма-лучи, действительно являются лучами, а не потоком частиц.

Этоэлектромагнитное излучение, обладающее очень высокой проникающей способностью:оно способно пронизывать человека насквозь.

От гамма-излучения не спасает дажекостюм радиационной защиты – укрыться от этого излучения можно только в бункере(и то, хоть бункер и ослабляет излучение в несколько сотен раз, но полностью отнего не защищает).

Наконец, нейтронноеизлучение представляет собой поток нейтронов, который тоже обладает оченьвысокой проникающей способностью. Это излучение еще более опасно, посколькупоток нейтронов обладает значительно большей энергией, чем гамма-излучение, а,значит, может нанести больший вред. Спастись от этого излучения можно только вбункере.

Существует несколькоосновных величин, с помощью которых можно охарактеризовать воздействие радиацииколичественно. В первую очередь – это поглощённая доза. Поглощённая доза– это отношение ионизирующей энергии, переданной веществу к массе этоговещества.

В международной системе единиц измерения СИ, с которой вы знакомы изкурса физики, поглощенная доза измеряется в грэях. Один грэй – этопоглощённая доза, при которой облучаемому веществу массой один килограммпередается энергия в один джоуль. Существует также и внесистемная единицаизмерения поглощённой дозы, которая называется рад.

От названия этой единицыизмерения пошло название приборов, с помощью которых измеряют различныехарактеристики ионизирующего излучения.

Ещё одной важнойвеличиной является мощность излучения. Мощность излучения характеризуетприращение дозы в единицу времени (измеряется в грэях в секунду). Зная мощностьизлучения, можно вычислить поглощенную дозу при нахождении в радиоактивной зонев течение того или иного времени.

Необходимо отметить, что внешнееоблучение не столь опасно, как внутреннее облучение. Под внутреннимоблучением понимается воздействие радиации на организм изнутри – когдарадиоактивные частицы попали в организм через дыхательные пути, или, например,с пищей.

В этом случае ужеальфа-излучение становится значительно более опасным, поскольку обладаетогромной энергией, по сравнению, с гамма-лучами. В связи с этим вводится такаявеличина, как коэффициент качества – это величина, характеризующаяэффективность того или иного излучения.

Чтобы выразить количественно эффектвоздействия радиации на человека, вводится величина, которая называетсяэквивалентной дозой. Эквивалентная доза определяется как произведениепоглощенной дозы и коэффициента качества. Единицей измерения эквивалентной дозыявляется зиверт.

Условно принято считать, что коэффициент качества длягамма-излучения равен единице. Исходя из этого, были подсчитаны коэффициентыкачества для других видов излучений. Для бета-лучей, коэффициент качества такжеравен единице, а вот для альфа-лучей, коэффициент качества составляет двадцать.

Для нейтронного излучения коэффициент качества может быть равен трём, семи илидесяти (в зависимости от скорости нейтронов).

Доза облучения может бытьоднократной и многократной. Доза, полученная в первые четверо суток, считается однократной,а если облучение продолжалось в течение более длительного времени, то дозасчитается многократной.

В чем состоит егоопасность радиоактивного излучения. Дело в том, что значительную частьорганизма человека составляет вода.

Радиоактивное излучение ионизирует воду, тоесть, способствует появлению в ней электрически заряженных радикалов (подробнеео радикалах вы узнаете из курса химии). Суть в том, что образовавшиеся радикалывлияют на клетки организма самым нежелательным образом.

Это может вызватьразличные нарушения, заболевания и даже мутацию клеток. Более подробно срадиационными эффектами мы познакомимся в одном из следующих уроков.

Рассмотрим таблицу, вкоторой приведены поглощенные дозы и соответствующие последствия.

Естественныйрадиационный фон, хоть и наносит некоторый вред, но не имеет никаких ярковыраженных последствий. Доза в ноль целых двадцать пять сотых грэя считаетсядозой оправданного риска в чрезвычайных ситуациях.

Дозы до одного грэя вызываютне очень значительные изменения и еще могут рассматриваться, как состояниепредболезни. Однако, дозы свыше одного грэя вызывают острую лучевую болезнь.Дозы более трех грэй считаются критическими: получившие такую дозу требуютнемедленного лечения.

Дозы более десяти грэй являются стопроцентно смертельными.

Дозыдо одного грэя вызывают незначительные изменения. Но всё же, существует немалыйриск различных заболеваний, некоторые из которых приведены в следующей таблице.

Вероятность заболевания той или иной болезнью приведена из расчета, чтопоглощённая доза составляет один грэй.

Как видно из таблицы, как минимум уодного из тысячи облученных людей выявляются те или иные последствия облучениядаже при дозе в один грэй, не говоря уже о больших дозах.

Следует отметить, что биологическоедействие радиации совершенно неощутимо человеком.

Вы можете находиться взоне с радиационным фоном в десятки раз превышающим естественный, и при этомничего не чувствовать. Дело в том, что скрытый период действия радиации можетбыть достаточно продолжительным.

Кроме того, полученные дозы облучения имеютсвойство накапливаться в организме, из-за чего, постепенно увеличиваетсявероятность заболевания.

Также, различные органы обладают различнойчувствительностью к радиации – об этом подробнее мы поговорим позже.

На сегодняшний день, людиполучают основную дозу радиации в повседневной жизни (если, конечно, речь неидет об аварии). Дело в том, что большую часть времени люди проводят в зданиях,которые построены из строительных материалов, содержащих естественныерадиоактивные источники.

Например, бетон иликирпич содержат в себе радон. Также радон исходит из земной коры, внося большойвклад в естественный радиационный фон. Он проникает в здания через трещины,пустоты, а также может попасть в дом с водой.

В силу того, что радон в семь споловиной раз тяжелее воздуха, он скапливается в подвалах, но обнаружить егобез специальных приборов довольно сложно, так как радон не имеет ни цвета, низапаха. Таким образом, вы ежедневно получаете некоторую дозу радиации, котораяпостепенно накапливается в организме.

Но, не пугайтесь: хоть с этим и ничего неподелаешь, всё же, доза естественного облучения довольно мала и не представляетсобой прямой угрозы для жизни и здоровья человека.

Итогиурока:

·                   Существуетчетыре основных вида ионизирующих излучений: альфа-излучение, бета-излучение,гамма-излучение и нейтронное излучение.

·                   Альфа-излучение представляет собой потокядер атомов гелия. Данное излучение обладает низкой проникающей способностью,поэтому от него легко защититься обычной одеждой.

·                   Бета-излучение – это поток электронов.Данное излучение обладает более высокой проникающей способностью, чемальфа-лучи. Для защиты от такого излучения требуется специальный костюм.

·                   Гамма-лучи представляют собойэлектромагнитное излучение, с очень высокой проникающей способностью. От этогоизлучения могут спасти толстые бетонные или свинцовые перекрытия (то есть,требуется специальное укрытие).

·                   Нейтронное излучение представляетсобой поток нейтронов с очень высокой проникающей способностью. Уберечься оттакого излучения можно только в специальном бункере (и то частично). Наследующем уроке мы охарактеризуем очаги поражения при радиационных авариях, атакже познакомимся с принципами защиты.

Источник: https://videouroki.net/video/15-ioniziruiushchieie-izluchieniie-priroda-iedinitsy-izmierieniia-biologhichieskiie-effiekty.html

Презентация на тему: Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты. Естественная радиоактивность

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ
Описание слайда:

Аварии с выбросом радиоактивных веществ. Тема урока: Ионизирующее излучение: природа, единицы измерения, биологические эффекты. Естественная радиоактивность. Кольская АЭС

Описание слайда:

Характер воздействия радиации зависит от вида ионизирующих излучений и его дозы. Доза – количество энергии, поглощенное веществом. Характеристика основных видов ионизирующих излучений и приемы защиты от них

Описание слайда:

Важной характеристикой всех радиоактивных элементов является время, в течение которого их радиоактивность уменьшается в 2 раза. Такая характеристика является постоянной для каждого изотопа и называется периодом полураспада Для различных радиоактивных элементов его продолжительность колеблется от долей секунды (калий-41) до нескольких миллиардов лет (уран-238).

Важность значения данной характеристики связана с опасностью биологического воздействия изотопа и возможностью его накопления в организме человека и сельскохозяйственных животных: продолжительность биологического воздействия радионуклидов находится в прямой зависимости от периода их полураспада.

Кроме того, короткоживущие изотопы (имеющие короткий период полураспада) не накапливаются в организме.

Описание слайда:

Чернобыльская атомная электростанция после взрыва на четвертом энергоблоке. 26 апреля 1986 год. Причина разгон реактора. Площадь загрязнения 20 000 кв.км.

Описание слайда:

Доза излучения (поглощенная доза) – энергия радиоактивного излучения, поглощенная единицей массы облучаемого вещества, в том числе человеком. Поглощенная доза является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия. (1кг.

– 1джоуль = 1 Грей) Мощность дозы характеризует приращение дозы в единицу времени. Для количественного учета биологического воздействия применяется эквивалентная доза. В системе СИ эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв).

В качестве внесистемной единицы эквивалентной дозы используется бэр(биологический эквивалент рентгена). 1Зв = 100 бэр. Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток.

Если продолжительность облучения превышает этот срок, то оно считается многократным.

Описание слайда:

Ионизирующее излучение опасно для человека, как и для любого организма, только при больших уровнях воздействия.

Вредные эффекты могут наступить при дозах свыше 0,5 Зв (50 бэр) в случае однократного облучения и при дозах свыше 1,5 Зв (150 бэр в год) в случае продолжительного – хронического – облучения.

Если все тело человека было однократно облучено в дозе свыше 1 Зв (100 бэр), то у этого человека может развиться лучевая болезнь.

Описание слайда:

Особенности биологического действия ионизирующих излучений. Несет огромную опасность для жизни и здоровья , но не ощутимо человеком. Существует скрытый период проявления действия ионизирующего излучения. Одним из видов последствий облучения являются так называемые генетические эффекты.

Получаемые человеком дозы излучений накапливаются в организме. Наиболее чувствительны к облучению дети в период роста. Степень чувствительности к облучению различных органов и тканей человека неодинакова.

За счет естественного излучения и искусственных источников(медицинские исследования, радиоактивные осадки) человек получает в год порядка 2-3 мЗв. Естественная радиоактивность. Внешние источники облучения: Космическое излучение. Радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре.

В природе существует около 50 естественных радиоактивных изотопов различных элементов.(калий-40, рубидий-87, продукты распада урана-238 и тория 232)

Описание слайда:

Некоторые факты. За год в результате естественного радиационного распада, происходящего в земной коре, в окружающую среду поступает столько же радионуклидов, сколько при взрыве атомной бомбы, по мощности равной той, что уничтожила Хиросиму! В большинстве районов земного шара естественный радиационный фон колеблется в пределах от 4 до 12мкР/ч.

Годовая доза облучения людей в этих районах составляет 30 – 100 мбэр. На нашей планете существует лишь пять мест, где естественный радиационный фон существенно повышен, – это Франция, Бразилия, Индия, Египет, остров Ниуэ в Тихом океане.

Из многих источников радиации, встречающихся в окружающей нас среде, наиболее опасен радон-222 – радиоактивный газ без цвета, вкуса и запаха, образующийся при распаде урана-238

Описание слайда:

Человек, прикрывающий собой ядерный гриб – идея монумента, установленного в Москве на Митинском кладбище, где покоятся жертвы Чернобыльской аварии

Источник: https://ppt4web.ru/obzh/ionizirujushhee-izluchenie-priroda-edinicy-izmerenija-biologicheskie-ehffekty-estestvennaja-radioaktivnost.html

Природа ионизирующего излучения

ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ: ПРИРОДА, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:[1][2][6][7]

· Коротковолновое электромагнитное излучение (поток фотонов высоких энергий):

o рентгеновское излучение;

o гамма-излучение.

· Потоки частиц:

o бета-частиц (электронов и позитронов);

o альфа-частиц (ядер атома гелия-4);

o нейтронов;

o протонов, других ионов, мюонов и др.;

o осколков деления (тяжёлых ионов, возникающих при делении ядер).

[править] Источники ионизирующего излучения

Природные источники ионизирующего излучения:[8][6][7]

· Спонтанный радиоактивный распад радионуклидов.

· Термоядерные реакции, например на Солнце.

· Индуцированные ядерные реакции в результате попадания в ядро высокоэнергетичных элементарных частиц или слияния ядер.

· Космические лучи.

Искусственные источники ионизирующего излучения:

· Искусственные радионуклиды.

· Ядерные реакторы.

· Ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное излучение).

o Рентгеновский аппарат как разновидность ускорителей, генерирует тормозное рентгеновское излучение.

[править] Наведённая радиоактивность

Многие стабильные атомы в результате облучения и соответствующей индуцированной ядерной реакции превращаются в нестабильные изотопы. В результате такого облучения стабильное вещество становится радиоактивным, причем тип вторичного ионизирующего излучения будет отличаться от первоначального облучения. Наиболее ярко такой эффект проявляется после нейтронного облучения.

[править] Цепочка ядерных превращений

В процессе ядерного распада или синтеза возникают новые нуклиды, которые также могут быть нестабильны. В результате возникает цепочка ядерных превращений. Каждое превращение имеет свою вероятность и свой набор ионизирующих излучений. В результате интенсивность и характер излучений радиоактивного источника может значительно меняться со временем.

[править] Измерение ионизирующих излучений

См. также: Дозиметр

В бытовом и промышленном применении наибольшее применение получили дозиметры на базе счётчиков Гейгера. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение. Некоторые приборы снабжаются специальным фильтром, преобразующим бета-излучение в гамма-кванты за счет тормозного излучения.

[править] Единицы измерения

Эффективность взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависит от типа излучения, энергии частиц и сечения взаимодействия облучаемого вещества. Важные показатели взаимодействия ионизирующего излучения с веществом:

· линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества.

· поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества.

В Международной системе единиц СИ единицей поглощённой дозы является грэй (Гр, англ.

gray, Gy), численно равный поглощённой энергии в 1 Дж на 1 кг массы вещества. Иногда встречается устаревшая внесистемная единица рад (англ.

rad): доза, соответствующая поглощенной энергии 100 эрг на 1 грамм вещества. 1 рад = 0,01 Гр.

Также широко применяется устаревающее понятие экспозиционная доза излучения — величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Для этого обычно используют внесистемную единицу экспозиционной дозы рентген (Р, англ.

roentgen, R): доза фотонного излучения, образующего ионы с зарядом в 1 ед. заряда СГСЭ ((1/3)·10−9 кулон) в 1 см³ воздуха. В системе СИ используется единица кулон на килограмм (Кл/кг, англ.

C/kg): 1 Кл/кг = 3876 Р; 1 Р = 2,57976·10−4 Кл/кг.[9]

Активность радиоактивного источника ионизирующего излучения определяется как среднее количество распадов ядер в единицу времени. Соответствующая единица в системе СИ беккерель (Бк, англ.

Becquerel, Bq) обозначает количество распадов в секунду. Применяется также внесистемная единица кюри (Ки, англ. Ci). 1 Ки = 3,7·1010 Бк.

Первоначальное определение этой единицы соответствовало активности 1 г радия-226.

Корпускулярное ионизирующее излучение также характеризуется кинетической энергией частиц. Для измерения этого параметра наиболее распространена внесистемная единица электронвольт (эВ). Как правило радиоактивный источник генерирует частицы с определенным спектром энергий. Датчики излучений также имеют неравномерную чувствительность по энергии частиц.

[править] Физические свойства ионизирующих излучений

Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц — ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги.

Бета-излучение — это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров.

Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец и т. д.), поглощающие МэВ-ные фотоны в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

По механизму взаимодействия с веществом выделяют непосредственно потоки заряженных частиц и косвенно ионизирующее излучение (потоки нейтральных элементарных частиц — фотонов и нейтронов). По механизму образования — первичное (рождённое в источнике) и вторичное (образованное в результате взаимодействия излучения другого типа с веществом) ионизирующее излучение.

Энергия частиц ионизирующего излучения лежит в диапазоне от нескольких сотен электронвольт (рентгеновское излучение, бета-излучение некоторых радионуклидов) до 1015 — 1020 и выше электронвольт (протоны космического излучения, для которых не обнаружено верхнего предела по энергии).

Длина пробега и проникающая способность сильно различаются — от микрометров в конденсированной среде (альфа-излучение радионуклидов, осколки деления) до многих километров (высокоэнергетические мюоны космических лучей).

[править] Единицы измерения

Разные типы ионизирующего излучения обладают разным разрушительным эффектом и разным способом воздействия на биологические ткани. Соответственно, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения.

Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятие относительной биологической эффективности излучения, которая измеряется с помощью коэффициента качества. Для рентгеновского, гамма- и бета-излучений коэффициент качества принят за 1.

Альфа-излучение и осколки ядер имеют коэффициент качества составляет 10…20. Нейтроны — 3…20 в зависимости от энергии.

Для заряженных частиц биологическая эффективность прямо связана с линейной передачей энергии данного типа частиц (средняя потеря энергии частицей на единицу длины пробега частицы в ткани).

Для учёта биологического эффекта поглощённой дозы была введена эквивалентная поглощённая доза ионизирующего излучения, численно равная произведению поглощённой дозы на коэффициент биологической эффективности. В системе СИ эффективная и эквивалентная поглощенная доза измеряется в зивертах (Зв, англ. sievert, Sv).

Ранее широко применялась единица измерения эквивалентной дозы бэр (Биологический Эквивалент Рентгена для гамма-излучения, англ. rem). Эквивалентная доза 1 бэр соответствует облучению гамма-квантами с поглощённой дозой 1 рентген.

Эквивалентная поглощённая доза приводится к поглощённой дозе гамма-излучения, поскольку массовые измерительные приборы регистрируют в основном именно гамма-излучение, и такая величина наиболее соответствует возможностям измерений.

Для рентгеновского и гамма-излучений 1 бэр = 0,01 Зв, соответственно принимают, что 1 рентген = 0,01 Зв.

Помимо биологической эффективности, необходимо учитывать проникающую способность излучений. Например, тяжёлые ядра атомов и альфа-частицы имеют крайне малую длину пробега в сколько-нибудь плотном веществе, поэтому радиоактивные альфа-источники опасны при попадании внутрь организма. Наоборот, гамма-излучение обладает значительной проникающей способностью.

Некоторые радиоактивные изотопы способны встраиваться в процесс обмена веществ живого организма, замещая неактивные элементы.

Это приводит к удержанию и накоплению радиоактивного вещества непосредственно в живых тканях, что существенно увеличивает опасность контакта. Например, широко известны йод-131, изотопы стронция, плутония и т.п..

Для характеристики этого явления используется понятие период полувыведения изотопа из организма.

2. Ионообменный метод очистки воды

Ионообменный метод очистки воды применяют для обессоливания и очистки воды от ионов металлов и других примесей. Сущность ионного обмена заключается в способности ионообменных материалов забирать из растворов электролита ионы в обмен на эквивалентное количество ионов ионита.

Очистку воды осуществляют ионитами – синтетическими ионообменными смолами, изготовленными в виде гранул размером 0,2…2 мм. Иониты изготовляют из нерастворимых в воде полимерных веществ, имеющих на своей поверхности подвижный ион (катион или анион), который при определенных условиях вступает в реакцию обмена с ионами того же знака, содержащимися в воде.

Различают сильно- и слабокислотные катиониты (в Н+- или Na+- форме) и сильно- и слабоосновные аниониты (в ОН- или солевой форме), а также иониты смешанного действия. Основополагающим фактором кинетики процесса является скорость ионообмена между ионами воды и омываемой частицей смолы.

На наружной поверхности омываемой частицы образуется неподвижная водяная пленка, толщина которой зависит от скорости потока очищаемой воды и размеров зерна смолы.

Ион, который стремится попасть внутрь частицы смолы, в функциональную группу, должен диффундировать из воды через пленку, пройти через граничную поверхность частицы и внутри смолы в растворе набухания устремиться к ассоциации с функциональной группой. Диффузия ионов через пленку является важнейшим этапом процесса.

Избирательное поглощение молекул поверхностью твердого адсорбента происходит вследствие воздействия на них неуравновешенных поверхностных сил адсорбента.

Ионообменные смолы имеют возможность регенерации. После истощения рабочей обменной емкости ионита он теряет способность обмениваться ионами и его необходимо регенерировать.

Регенерация производится насыщенными растворами, выбор которых зависит от типа ионообменной смолы. Процессы восстановления, как правило, протекают в автомати взрыхление – 10 – 15 мин, на фильтрование регенерирующего раствора – 25 – 40 мин, на отмывку – 30 – 60 мин.

Ионообменную очистку реализуют последовательным фильтрованием воды через катиониты и аниониты.

В зависимости от вида и концентрации примесей в воде, требуемой эффективности очистки используют различные схемы ионообменных установок.

Умягчение воды катионированием. Умягчение воды катионированием – один из методов умягчения (обессоливания) воды.

Катионирование – процесс обработки воды методом ионного обмена, в результате которого происходит обмен катионов. В зависимости от вида ионов (Н+ или Na+), находящихся в объеме катионита, различают два вида катионирования: Н-катионирование и Na-катионирование.

Натрий-катионитовый метод применяют для умягчения воды с содержанием взвешенных веществ в воде не более 8 мг/л и цветностью воды не более 30 град.

Жесткость воды снижается при одноступенчатом натрий-катионировании до значений 0,05 – 0,1 мг-экв/л, при двухступенчатом – до 0,01 мг-экв/л.

Процесс Nа-катионирования описывается следующими реакциями обмена: Регенерация Na-катионита достигается фильтрованием через него со скоростью 3-4 м/ч 5-8% раствора NaCl (рис.1.2).

Рис.1.2. Схема одноступенчатогоНатрий-катионирования воды.

Достоинства NaCl (поваренной соли) как регенерационного раствора: дешевизна; доступность.

Водород-катионитовый метод применяют для глубокого умягчения воды. Этот метод основан на фильтровании обрабатываемой воды через слой катионита, содержащего в качестве обменных ионов катионы водорода.

При Н-катионировании воды значительно снижается рН фильтрата за счет кислот, образующихся в ходе процесса. Углекислый газ, выделяющийся при реакциях умягчения, можно удалить дегазацией. Регенерация Н-катионита в этом случае производится 4 – 6% раствором кислоты (HCl, H2SO4). Иониты, в зернах которых при ионообменном процессе происходит обмен катионов, называют катионитами.

Энергия вхождения различных катионов в катионит по величине их динамической активности может быть охарактеризована для одинаковых условий следующим рядом: Na+

Источник: https://studopedia.ru/15_107824_priroda-ioniziruyushchego-izlucheniya.html

Book for ucheba
Добавить комментарий