Учебная работа. Происхождение радиации

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Происхождение радиации

Введение

Промышленная
революция XIX века обусловило не только бурное
развитие человечества, но и породило множество проблем, которые мы получили в
наследство. Одна из них глобализация социально-экономических процессов. С этим
мы входим в XXI в.

Если
мысленно перелистать историю человеческих цивилизаций на нашей, то станут
ясными корни проблемы. Во все времена экономическое развитие поселений.
городов, стран и цивилизаций в целом
сопровождалось трансформацией окружающей природной среды. Это происходило как в
результате ее физического истребления и создания новых форм взаимодействия
живого и не живого в природе ( растениеводстве, животноводстве), так и
максимизацией интенсивности естественных процессов, приводящих к истощению
природных ресурсов (охота, рыболовство, добыча и
преобразование минеральных ресурсов). Все это сопровождалось загрязнением
окружающей среды разнообразными отходами человеческой деятельности, возрастающим
потреблением питьевой воды и непрерывным сведением лесов.

Ход
развития нынешней цивилизации естественным образом привел в 1972 г. к
Стокгольмской конференции, когда впервые представили 113 стран собрались с
единственной целью — обсудить клубок проблем, связанных с ухудшающимися
состояниями окружающей среды. Уже стало понятным, что слова об общем доме для
всех землян имеют под собой более чем трагичную подоплеку: речь шла о выживании
человечества, так как тот путь экономического развития, которым в свое время
пошли ныне развитые преуспевающие страны, при экстраполяции на страны Азии,
Южной Америки и Тихоокеанского региона приведет к гибели человеческой
цивилизации в целом.

В 1983
г. Организация Объединенных Наций создала Всемирную комиссию по окружающей среде
и развитию. Комиссию возглавила Премьер-министр Норвегии госпожа Гру Харлем
Брундтланд. подготовленный спустя 4 года этой комиссией доклад "Наше общее
будущее" констатировал, что развитие мировой экономики должно вписываться
в пределы экологических возможностей нашей планеты. Соответственно, экономика
каждой отдельно взятой страны, не может устойчиво развиваться, если не будет
учитывать экологические ограничения своего развития.

Сформулированная
комиссией Брундланд задача стала принципиально новой в истории Земли:
устойчивое экономическое развитие — безопасное для окружающей среды. В своей
речи в ООН при представлении доклада госпожа Брудтланд сказала, в частности,
что "большая свобода рынка предполагает большую ответственность". Это
в равной мере относится к странам, давно живущим в соответствии с условиями
рыночной экономики, так и к только входящим в них.

Таким
образом, количественные изменения в мире сопутствовали возникновению нового
качества в миропонимании. Успех экономического развития, определявшийся
количеством денег, который он приносил, сменился качественно новым подходом,
Природные ресурсы должны иметь цену, компенсирующую затраты на восстановление
окружающей среды и на возвращение ей способности самовосстановления.

Поэтому
особую актуальность приобретает совокупность идей и подходов, условно
называемых "экологический Менеджмент". Именно этому кругу проблем и
посвящен последний, 4-й пакет нашего цикла. Этот термин не подразумевает, что
люди могут и должны управлять окружающей средой. В предыдущих пакетах мы смогли
убедиться в том, что антропоцентрическая точка зрения о доминировании человека
над природой сейчас теряет свою популярность. люди просто должны жить в
гармонии с природой. Помня об этом, экологический менеджмент следует понимать
как "Менеджмент антропогенной деятельности для обеспечения сосуществования
с окружающей средой". Важную роль в этом сосуществовании играет мониторинг
окружающей среды

Мониторинг
окружающей среды — организованная сеть наблюдений для сбора данных о состоянии
окружающей среды. одной из главных задач служит накопления и обработка
результатов сбора информации о состоянии окружающей среды. Мониторинг включает
в себя регистрацию метеорологических и других природных явлениях, определения
видов загрязнения, их истоков, контроль за соблюдением санитарной —
гигиенических нормативов, разработка краткосрочных и долгосрочных прогнозов.
Экологические мероприятия, установления оптимальных норм сброса отходов
определения потенциальных источников загрязнения.

1. основные
понятия и определения

Радиоактивность
— самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид,
сопровождающейся испусканием ионизирующего излучения.[1]

Нуклид
-вид атомов одного элемента с данным числом протонов и нейтронов в ядре.

Радионуклид
— нуклид обладающей радиоактивностью

Ионизирующее
излучение — это поток заряженных или нейтральных частиц и квантов
электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к
ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.

Альфа
частица состоит из двух протонов и двух нейтронов, прочно связанных между
собой.

Бета-
частица электрон или позитрон, испускаемыми атомными ядрами при бета распаде.

гамма-кванты
испускаются возбужденными продуктами радиоактивного распада при переходе на
более низкий энергетический уровень.

Период
полураспада (ППР)- время в течении которого число ядер радионуклида уменьшиться
в двое.

Зиверт(Зв)
= милиРенгену

Кюри —
единица активности вещества эквивалентная 3,70*1010 распадов в секунду.

Существует
множество видов загрязнения: химическое, акустическое, биологическое,
электромагнитное, радиационное и другие.

Радиационные
загрязнения делятся на естественные и антропогенные.

Естественные
излучения в свою очередь делятся на космическое излучение, излучения
космогенными радионуклидами и "земную радиацию".

А)
космическое излучение — поток элементарных частиц очень высокой энергии (1010
-1020 эВ и выше). В земной атмосфере эти частицы (первичное космическое
излучение) взаимодействуют с атомами и порождают новую группу элементарных
частиц, также обладающих высокой энергий и скоростью (вторичное космическое
излучение). Первичное космическое излучение состоит из быстрых протонов, альфа
— частиц, электронов, нейтронов и не большого количества ядер углерода, N2, 02
и более тяжелых ядер.

Вторичное
космическое излучение в основном состоит из трития, Ве-7, Ве-10, №-22, N3-23,
С-14.

Б)
Космогенные радионуклиды

Не
большой вклад в облучение биосферы вносят космогенные радионуклиды — тритий
Ве-7, №-22, С-14,

Тритий
(ППР — 12,34 года)- Он превращается в атмосфере в третированную воду, с
осадками выпадает на земную поверхность и участвует в круговороте воды. Его
содержание в континентальных водах 200-9000 Бк/МЗ , океанических 100 Бк/МЗ .
Общий запас трития в биосфере -1,3*1018 Бк.

С-14
(ППР- 5 730 лет, вид распада — бета)- окисляется, и в месте с обычным газом
вовлекается в биотический круговорот. Средняя концентрация в растительных и
животных тканях — 27 Бк/кг Общее содержание С-14 8,5*1018 Бк

Ве-7
(ППР-53,6 суток, вид распада- бета) короткоживущий радио нуклид. Концентрация в
приземном воздухе составляет 3*10-3 Бк/мЗ . С дождевой водой он поступает в
растения, с зелеными овощами в организмы животных и человека.

№-22
(ППР — 2,62 года) присутствуют в биосфере в значительно меньшем объеме

Его
общее содержание на планете 4*1014 Бк, из которых на биосферу приходится 8*1013
Бк.

В)
Земная радиация.

основные
радиоактивные изотопы встречаются в горных породах, — Ка- 40, КЪ-87 и чалены
двух радиоактивных семейств берут начало соответственно от 11-238 и Тп-232

Природный
уран состоит из трех изотопов Т1-238 (ППР- 4 667 999 744года ), Ц-235 (ППР-703
800 ООО лет ) и Ц-234 (ППР-245000лет).
Основную массу природного урана (99,8%) составляет 1.1-238. 11-234 имеет
значительно меньший ППР, поэтому не смотря на малое процентное содержание в
облучение окружающей среды вносит почти такой же вклад как и 0-238.

Искусственные
загрязнения в свою очередь делятся на:

А)
загрязнения осколочными радионуклидами.

Они
образуются в результате ядерных взрывов и работы АЭС. Основными загрязнителями
здесь являются I-131, Сз-137,
Зг-90.

1-131
коротко живущий радионуклид, период полураспада у него около восьми суток.
Наряду с бета излучением он является сильным гамма излучателем. Хорошо
накапливается в организме человека.

В
отличнее от йода 8г-90 долго живущий радионуклид с ППР около 30 лет. Он очень
хорошо вытесняет кальций из костей, тем самым накапливается в организме.
Являясь, бета излучателем его накопления в организме очень опасно.

Б)
продукты наведенной радиации.

основные
загрязнители: Кр-239, N3-24, Р-32. Они образуются при попадании нейтрона в ядро
атома. например Ы-238 + 1п = Мр-239.

№-24
коротко живущий радионуклид. хорошо передвигается в биосфере, но из-за
маленького периода полураспада (15 часов) он способен накапливаться в цепях
питания.

Р-32
тоже коротко живущий радионуклид. С периодом распада 14 дней он более опасен с
точки зрения накопления в цепи питания.

1Чр-239
имея период полу распада всего около двух дней он не способен накапливаться в
биосфере но в результате распада образуется Ри-239 с периодом полу распада
24119 лет который хорошо накапливается и является очень токсичным.

3. Приборы
и простейшие методы измерения

Основные
приборы:

Главную
роль в обнаружении радиационных загрязнений играют дозиметры. чаще всего
встречаются три типа дозиметров. Дозиметры для измерения гаммы радиации самый
распространенный. Например, СРП-68 (россия) этот прибор удобен при пешеходной и
автомобильной гамма съемке. Этот прибор показывает измерение в реальном
времени. Измерение производится как в МкР/час так и в Беккерелях параметры измерения
от 0 до 3000 МкР/час.

менее
распространены приборы для измерения гамма плюс бета. один из новейших ДРГБ-1
(Россия) он накапливает сигнал от 20 секунд до нескольких часов в зависимости
от заданной программы. Диапазон измерения от 0 до 30 мкЗв / ч. оснащен бета
экраном.[1]

Редко
встречаются дозиметры на альфа + бета +гамма. Например, SpqiKju (США). Измеряют как импульсы в
минуту (СРМ) так и МР/ч. Диапазон измерения от 0.001 МР/ч 100 МР/ч. детектор.
Площадь детектора 15,89625 см2. Точность +/- 15% при более 50 мР/ч, +/-20% при
более 100мР/ч

Как
разделить типы излучения в полевых условиях.

Также в
поле можно примерно оценить соотношение излучений. Допустим, что у вас прибор,
меряющий альфа, бета и гамма излучение. Фон 10 МкР/ч. Вы кладете прибор не на
анализируемый образец, а на альфа экран (листок бумаги)* и бета экран (общая
тетрадка или лист алюминия 0.5 см). В месте с экранами вы кладете на образец и
снимаете первое показание прибора. Допустим, что прибор показал 110 МкР/ч,
значит, гамма излучение составила 110 МкР/ч — фон 10 МкР/ч. затем не меняя
положение прибора вы вытаскиваете бета экран. прибор показал 315. Значит 315-
фон (10)- гамма радиация 100 МкР/ч =205 МкР/ч бета излучения. затем так же не
меняя положения прибора вытаскиваете альфа экран. Прибор показал 350 МкР/ч.
350- фон (10)- гамма (100) — бета 205= 35 МкР/ч значит с площади (равной
площади вашего детектора) идет 35 МкР/ч только за счет альфа и слабого бета
излучение.

Как
исследовать альфа излучатели в присутствие других элементов.

предположим,
что вам не обходимо измерить альфа излучатель в пробе земли.

Допустим,
что количество Альфа бета и гамма импульсов за единицу времени одинаково.
Известно, что альфа частица проходит в твердой ткани около 1*10-5 метра, а бета
около 1*10-2 метра и гамма около 1,5 метра. Если ваш образец имеет форму куба с
ребром 10 см. Вы подносите датчик к одной из сторон. Тогда альфа сигнал идет
только с первых 10 микрон, бета с 1 мм, а гамма со всего образца. Соотношения
альфа, бета, и гамма импульсов будет 1:100:1000. Понятно, что при таких
соотношениях об исследовании альфа излучения не может быть и речи. Для более
приятного соотношения не обходимо уменьшить толщину исследуемого образца,
желательно до 10 микрон. Чаще всего концентрация радиоактивных элементов по
сравнению с другими очень мала, и если просто нанести исследуемый образец
тонким слоем то сигнал будет очень низким на уровне природного фона и
"шумов" прибора. Чтобы этого не произошло, лучше всего избавится от
ненужных элементов химическим методом.

Учебная работа. Происхождение радиации