Методичка по ЗНотЧС. Памятка для студентов по подготовке к лабораторной работе, её выполнению и оформлению
 Скачать 5.43 Mb.
|
А = Кn(Nф+пр./t2-Nф/t1),-Бк/кг(Ки/кг), где Kn - коэффициент прибора, равен 300 при размерности Бк мин/ (кг имп.), или 8•10-9Ku мин/(кг имп.). 11. Полученное значение активности пищевого продукта сравнить с РДУ – 2001 (см табл. 4.2, стр. 78). Сделать вывод о пригодности использования исследуемого образца. Все расчёты следует производить с точностью до второго знака. 4. Выводы по выполненной работе 5. Вопросы к зачёту 1. Какие виды излучения присутствует в естественном радиационном фоне и почему? 2. Что называется радиоактивным загрязнением, чем оно создаётся и как измеряется? 3. Какие физические процессы характеризуют работу пропорциональных и газоразрядных счётчиков? 4. Какие антропогенные источники радиационного излучения существуют? 5. Что такое ядерный детектор, виды детекторов и принцип их работы? 6. Какие методы обнаружения и измерения ионизирующих излучений известны? 7. Как устроены бытовые дозиметры и особенности их работы? 8. Дайте определение радиометрам и дозиметрам. 9. Для чего применяются приборы радиационной разведки и дозиметрического контроля? 10. Какие виды излучения присутствуют в естественном радиационном фоне на открытом воздухе и в помещении и почему? Лабораторная работа № 3 ИЗМЕРЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ПРОБ ПОЧВЫ 1. Цель работы — ознакомить студентов с загрязнённостью чернобыльскими радионуклидами почвы и окружающей среды, составом выброса из разрушенного во время катастрофы VI энергоблока Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), динамикой изменения радиационной обстановки на территории Беларуси, устройством и работой β - радиометра РУБ-01П при определении удельной активности радионуклидов в пробах почвы; применить на практике методику измерения удельной активности радионуклидов в почве из районов, пострадавших от аварии на ЧАЭС, а также и других районов Беларуси. 2. Порядок выполнения работы: 2.1. Изучить представленные методические материалы. 2.2. Законспектировать в рабочую тетрадь ответы на вопросы к зачёту. 2.3. Перечертить в тетрадь таблицы и заполнить их во время работы с прибором, рассчитать полученные данные и сделать вывод о результатах выполненных измерений. 3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАДИОНУКЛИДАМИ ПОЧВЫ А  вария на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 г. Она рассматривается как крупнейшая глобальная ядерная катастрофа прошедшего ХХ столетия. Взрыв и пожар на станции привели к выбросу из повреждённого ядерного реактора в атмосферу огромного количества радиоактивных материалов, состоящих из радиоактивных газов, аэрозолей, мелкодисперсных частиц топлива и конструкционных материалов. Обобщённые данные о составе радионуклидов в выбросах станции представлены в табл. 3.1.Радиоактивному загрязнению подверглись огромные территории республики Беларусь. Основная масса тугоплавких радионуклидов (90Sr, 238, 239, 240, 241Pu и др.) выпала в 30-километровой зоне Таблица 3.1. Выброс радионуклидов во время аварии на Чернобыльской АЭС
вокруг станции, интенсивно загрязнив её. За пределами этой зоны осели не только коротко живущие летучие радиоизотопы (радиоизотопы йода, благородные газы и др.), но и радионуклиды с большими сроками жизни, важными среди которых являются радиоизотопы цезия (134, 137Cs). В результате распространения радионуклидов в атмосфере и переноса их в водной среде в нашей республике сложилась после катастрофы на ЧАЭС довольно сложная радиационно-экологическая обстановка. Она характеризуется масштабностью и пятнистостью загрязнения. 3.1. Изменчивость радиационной обстановки. Спектр воздействующих на человека радионуклидов менялся трижды в течение развития радиационной послеаварийной обстановки. В первые недели после аварии на ЧАЭС наибольшую радиационную опасность представляли летучие короткоживущие радионуклиды. Это, в основном, изотопы йода, теллура, бария, лантана и др. (131I, 127Te, 132Te, 140Ba, 140La, 99Mo) - см. табл. 3.2. Таблица 3.2. Динамика радиационной обстановки после аварии на ЧАЭС
1. Короткоживущие радионуклиды определяли радиационную остановку в течение апреля-июня месяцев 1986 г. В первые дни после аварии на ЧАЭС особенно высокой была концентрация в воздухе 131I, находившегося в аэрозольной форме. 131I — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 8,14 дней, является β- и γ- излучателем. Дозовые нагрузки у человека за счёт радиоактивного йода сформировались в течение первых 2—3 мес. после аварии (радионуклид оказывал влияние на здоровье человека в течение 10-15 периодов своего полураспада). 131I имеет 19 радиоактивных и 1 стабильный изотопы с М = 120-139. При распаде он превращается в ксенон-131 с выделением электрона (средняя энергия – 203 кэВ) и γ-кванта с энергией 637 кэВ: 53131I → 54131Xe + е- + γ. Поступает в организм йод-131 ингаляционным и алиментарным путём. В последнем случае - через биологическую цепочку: почва — растения — молочно-продуктивный скот — молоко - человек). Максимальное содержание радиойода в почве наблюдалось в период 28 апреля – 9 мая 1986 г. (сотни мкР/ч, зачастую выше 1 мР/ч). Попадая в организм, 131I избирательно накапливался в щитовидной железе и создавал кратковременное локальное облучение дозой высокой мощности (более 200 рад/с). Облучение щитовидной железы привело к нарушению образования в ней трёх гормонов: тироксина, трийодтиронина и кальцитонина. Два первых гормона контролирует процессы роста, созревания тканей и органов, обмен веществ и энергии; кальцитонин - один из факторов управления обменом кальция в клетках, участник процессов роста и развития костного аппарата. Следовательно, после воздействия ионизирующей радиации произошли нарушения этих процессов в организме, особенно у детей. Изменения в генетическом аппарате клеток щитовидной железы явились причиной развития в ней ракового заболевания. Число этих заболеваний, как у облучённых детей, так и у взрослых возросло в десятки раз. 2. По мере распада короткоживущих радионуклидов, радиационная обстановка стала определяться среднеживущими радионуклидами (лето 1986 - лето 1987 г.). Одним из его представителей является цезий-134 - 55134Cs (T1/2 = 2,06 года). При β - распаде его выделяется электрон (энергия 662 кэВ) и γ-квант с энергией 128 и 796 кэВ: 55134Cs → 56134Ва + е- + γ. Другой представитель среднеживущих радионуклидов - стронций-89 (3889Sr) - Т1/2 = 51 день. Излучая β- частицу с энергией 1,462 МэВ, он переходит в стабильный иттрий-89 - 89Y. 3889Sr → 3989Y + е- 3. Начиная с 1987 г. по настоящее время радиационная обстановка в Беларуси определяется долгоживущими радионуклидами: 137Cs, 90Sr, 238,239,240Pu и 241Am (см. табл. 3.2). Из перечисленного списка большее облучение человека в настоящее время осуществляет цезий-137 (55137Cs). Во-первых, им загрязнено почти 23% территории Беларуси. Во-вторых, он является β- и γ-излучателем, T1/2 у него = 30,2 года. Цезий имеет 20 радиоактивных и 1 стабильный изотоп. При β-распаде 55137Cs выделяется электрон (энергия 514 кэВ, макс. – 1,18 МэВ) и γ-квант (энергия – 661 кэВ), что способствует превращению его в стабильный изотоп бария: 55137Cs → 56137Ва + е- + γ.  Рис. 3.1. Загрязнение территории Беларуси цезием-137 Цезий-137 попадает в организм, как правило, с цельным молоком и мясом, полученными в районах повышенного загрязнения. 55137Cs является аналогом калия, содержится преимущественно в крови и мышцах. Циркуляция его в организме и поступление туда по биологическим цепочкам определяют постоянное воздействие ионизирующей радиации на внутренние органы человека в течение всей его жизни. В районах, загрязненных цезием, формирование доз у жителей происходит сравнительно медленно. Поэтому основным видом облучения на сегодняшний день является общее хроническое внутреннее облучение. Стронцием-90 (3890Sr) загрязнено 10% территории Беларуси. Известны 12 радиоактивных изотопов стронция с М = 81-83, 85, 89-96. Он испускает электрон с энергией 546 кэВ, превращаясь в иттрий-90 (3990Y). Последний теряет электрон с максимальной энергией 2,27 МэВ и превращается в цирконий-90 (4090Zr): 3890Sr → 3990Y + е- → 4090Zr + е-.  Рис. 3.2. Загрязнение территории Беларуси стронцием-90. Период полураспада стронция-90 и иттрия-90 составляют, соответственно, 29,12 лет и 64,8 часа. Изотопы стронция накапливаются в костях скелета, в особенности в позвонках, зонах активного роста и перестройки костей. Вызывают развитие опухолей. Эффективный период полувыведения из скелета: 89Sr – 50,4 дня, 90Sr – 6,4∙103 дней. Плутоний-238, 239 и 240 распространились на 2% территории республики. 94239Pu излучает α-частицы (энергия около 5 МэВ), мягкое рентгеновское излучение с энергией 10-22 кэВ, γ-кванты – 380 кэВ и превращается в уран-238: 94239Pu → 92238U + 24α+ + R + γ Период полураспада у 94239Pu = 24,38 тыс. лет, у 92238U = 713 млн. лет. Большой интерес представляет также плутоний-241, который испускает α- , β-частицы (122 и 524 кэВ), и γ-кванты (2,54  Рис. 3.3. Загрязнение территории Беларуси плутонием-239, 240. МэВ), превращаясь в америций-241. Образующийся америций более токсичный, с бóльшим периодом полураспада, чем плутоний-241: 94241Pu → 95241Am + 24α+ + β- + γ Период полураспада у 94241Pu - 14,4 года, у 95241Am - 432 года. Оба они накапливаются в костях, печени, лёгких. Вызывают развитие хронической анемии, остеопороза, рака костей, лёгких и др. В зависимости от уровня загрязнения почвы долгоживущими радионуклидами территория нашей республики делится на зоны (табл. 3.3). Таблица 3.3. Зонирование территории республики по уровню радиоактивного загрязнения
3.2. Миграция радионуклидов в окружающей среде происходит в горизонтальном и вертикальном направлениях. 1) Горизонтальная миграция - радионуклиды разносятся ветром, водой во время лесных пожаров и пожаров торфяников, дикими животными, птицами и др. 2) Движущими силами вертикального перемещения (миграция) радионуклидов являются:
3.2.1. Распространение радионуклидов в воздухе, воде, почве. В настоящее время концентрации радионуклидов в атмосферном воздухе составляет, в среднем:
Во время ветрового подъема радиоактивной пыли с поверхности земли, либо пожара на загрязнённой территории в аномально жар-  Рис. 3.4 Миграция радионуклидов в окружающей среде. кое и сухое лето наблюдают и более высокие уровни 137Cs, 90Sr и изотопов плутония в воздухе (пыль и дым пожара содержат все радиоактивные вещества, находящиеся в почве) (рис. 3.4). 3.2.2. Оседание радионуклидов на почву и растения вызывает загрязнение их снаружи. Радионуклиды частично проникают в листья и всасываются внутрь растения. Накапливаются в корнях, плодах и листьях культурных растений, в молоке и мясе домашних животных и с ними попадают в организм человека. Выпадения ∑β из атмосферы составляют в настоящее время в среднем 1,4 Бк/м2 в сутки. 3.2.3. Оседание радионуклидов на землю, здания, воду является причиной: 1. Проникновения радионуклидов с поверхности почвы через корневую систему в растения; 2. Загрязнения радионуклидами поверхности зданий, сооружений, техники, транспорта, оборудования и других объектов. 3.2.4. Лесные массивы в зонах загрязнения аккумулировали значительное количество радиоактивных выбросов, поскольку лес является природным барьером на пути распространения радиоактивных аэрозолей ветровыми потоками воздуха. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||