Ионизирующие излучения
Развитие ядерной энергетики и широкое применение источников ионизирующих излучений (ИИ) в различных областях науки и техники создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами.
Основными нормативными документами, регулирующими радиационную безопасность, являются:
· ГН 2.6.1.054-99. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99);
· ОСП-72/87. Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений;
· федеральный закон “О радиационной безопасности населения” (№ 3-ФЗ от 9 января 1996 года).
Радиация (от латинского слова radiatio - излучение) характеризуется лучистой энергией. Ионизирующим излучением называют потоки частиц и электромагнитных квантов, образующихся при ядерных превращениях, т.е. в результате радиоактивного распада. Чаще всего встречаются такие разновидности ионизирующих излучений, как рентгеновское и гамма-излучение, потоки альфа-частиц, электронов, нейтронов и протонов. Ионизирующее излучение прямо или косвенно вызывает ионизацию среды, т.е. образование заряженных атомов или молекул - ионов.
Альфа-частицы имеют незначительный пробег (данные пробега альфа-частиц приведены в зависимости от энергии.):
· в воздухе - до 11 см;
· в биологических тканях - 30-130 мкм;
· в алюминии - 16-69 мкм.
Бета-частицы обладают большей проникающей и меньшей ионизирующей способностью, чем альфа-частицы.
Пробег бета-частиц составляет:
· в воздухе несколько метров;
· в биологических тканях – несколько сантиметров;
· в алюминии – несколько миллиметров.
Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность.
Источниками ИИ могут быть природные и искусственные радиоактивные вещества, различного рода ядерно-технические установки, медицинские препараты, многочисленные контрольно-измерительные устройства (дефектоскопия металлов, контроль качества сварных соединений). Они используются также в сельском хозяйстве, геологической разведке, при борьбе со статическим электричеством и др.
Специалисты и другие работники могут сталкиваться с ионизирующими излучениями при выполнении работ на ускорителях заряженных частиц (синхрофазотронах), а также на атомных электростанциях, урановых рудниках и др.
Некоторые характеристики основных радиоактивных элементов представлены в таблице 3.
Таблица 3
Характеристики основных радиоактивных элементов
| Название элемента | Характеристика элемента и меры предосторожности | Период полураспада |
| Радон-222 | Газ, испускающий альфа-частицы. Постоянно образуется в горных породах. Газ опасен при накоплении в шахтах, подвалах, на 1 этаже. Необходима вентиляция (проветривание). | 3,8 суток |
| Ксенон-133 | Газообразные изотопы. Постоянно образуются и распадаются в процессе работы атомного реактора. В качестве защиты используют изоляцию. | 5 суток |
| Йод- | Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Образуется при работе атомного реактора. Накапливается в щитовидной железе человека. В качестве защиты от внутреннего облучения применяют “йодную диету”, т.е. вводят в рацион человека стабильный йод. | 8 суток |
| Криптон-85 | Тяжёлый газ, испускающий бета-частицы и гамма излучение. Входит в состав отработанного топливного элемента реактора. Выделяется при их хранении. Защита в использовании изолированных помещений. | 10 лет |
| Стронций-90 | Металл, испускающий бета-частицы. Основной продукт деления в радиоактивных отходах. Накапливается в костных тканях человека. Защита, прежде всего, в контроле пищи и т.п. | 29 лет |
| Цезий- | Металл, испускающий бета-частицы и гамма-излучение. Накапливается в клетках мышечной ткани. Защита, прежде всего, в контроле пищи и т.п. | 30 лет |
| Радий- | Металл, испускающий гамм-аизлучение, альфа и бета-частицы. Защита укрытия и убежища. | 1600 лет |
| Углерод-14 | Испускает бета-частицы. Естественный природный изотоп углерода. Используется при определении возраста археологического материала. | 5500 лет |
| Плутоний-239 | Испускает альфа-частицы. Содержится в радиоактивных отходах. Защита качественное захоронение радиоактивных отходов. | 24000 лет |
| Калий- | Испускает бета-частицы и гамма-излучение. Содержится и замещается (выводится) во всех растениях и животных. | 1,3 млрд. лет |
Рентгеновское излучение представляет собой электромагнитное излучение высокой частоты и короткой длиной волны, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Важнейшим свойством рентгеновского излучения является его большая проникающая способность. Рентгеновские лучи могут возникать в рентгеновских трубках, электронных микроскопах, мощных генераторах, в выпрямительных лампах, электронно-лучевых трубках и др.
Гамма-излучение относится к электромагнитному излучению и представляет собой поток квантов энергии, распространяющихся со скоростью света. Они обладают более короткими длинами волн, чем рентгеновское излучение. Гамма-излучение свободно проходит через тело человека и другие материалы без заметного ослабления и может создавать вторичное и рассеянное излучение в средах, через которые проходит. Интенсивность облучения гамма-лучами снижается обратно пропорционально квадрату расстояния от точечного источника.
Нейтронное излучение - это поток нейтральных частиц. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана и плутония. Вследствие того, что нейтроны не имеют электрического заряда, нейтронное излучение обладает большой проникающей способностью. В зависимости от кинетической энергии нейтроны условно делятся на: быстрые; сверхбыстрые; промежуточные; медленные и тепловые. Нейтронное излучение возникает при работе ускорителей заряженных частиц и реакторов, образующих мощные потоки быстрых и тепловых нейтронов. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения.