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Radiação no século XX. representa uma ameaça crescente para toda a humanidade. As substâncias radioactivas transformadas em energia nuclear, que acabam em materiais de construção e, finalmente, são utilizadas para fins militares, têm efeitos nocivos para a saúde humana. Portanto, a proteção contra radiação ionizante ( segurança contra radiação) se transforma em uma das tarefas mais importantes para garantir a segurança da vida humana.

Substâncias radioativas(ou radionuclídeos) são substâncias capazes de emitir radiação ionizante. Sua causa é a instabilidade do núcleo atômico, pelo que sofre decaimento espontâneo. Este processo de transformações espontâneas dos núcleos dos átomos de elementos instáveis ​​​​é denominado decaimento radioativo, ou radioatividade.

Radiação ionizante – radiação que é criada durante o decaimento radioativo e forma íons de diferentes sinais ao interagir com o meio ambiente.

O ato de decaimento é acompanhado pela emissão de radiação na forma de raios gama, partículas alfa, beta e nêutrons.

A radiação radioativa é caracterizada por diferentes habilidades penetrantes e ionizantes (danos). As partículas alfa têm um poder de penetração tão baixo que são retidas por uma folha de papel comum. Seu alcance no ar é de 2 a 9 cm, nos tecidos de um organismo vivo - frações de milímetro. Em outras palavras, essas partículas, quando expostas externamente a um organismo vivo, não conseguem penetrar na camada da pele. Ao mesmo tempo, a capacidade ionizante de tais partículas é extremamente elevada, e o perigo de sua exposição aumenta quando entram no corpo com água, alimentos, ar inalado ou através de uma ferida aberta, pois podem danificar os órgãos e tecidos em que eles penetraram.

As partículas beta têm maior poder de penetração que as partículas alfa, mas menos capacidade ionizante; seu alcance no ar chega a 15 m, e nos tecidos do corpo - 1-2 cm.

A radiação gama viaja à velocidade da luz e tem maior profundidade penetração, e apenas um chumbo grosso ou uma parede de concreto podem enfraquecê-lo. Ao passar pela matéria, a radiação radioativa reage com ela, perdendo sua energia. Além disso, quanto maior a energia da radiação radioativa, maior será a sua capacidade prejudicial.

A quantidade de energia de radiação absorvida por um corpo ou substância é chamada dose absorvida. A unidade de medida da dose de radiação absorvida no sistema SI é Cinza (Gr). Na prática, é usada uma unidade não sistêmica - alegre(1 rad = 0,01 Gy). No entanto, na mesma dose absorvida, as partículas alfa têm um efeito prejudicial significativamente maior do que a radiação gama. Portanto, para avaliar o efeito prejudicial vários tipos radiação ionizante em objetos biológicos, uma unidade de medida especial é usada - rem(equivalente biológico de um raio-x). A unidade SI desta dose equivalente é peneirar(1 Sv = 100 rem).

Para avaliar a situação de radiação no solo, em uma sala de trabalho ou residencial, causada pela exposição a raios X ou radiação gama, use dose de exposição. A unidade de dose de exposição no sistema SI é coulomb por quilograma (C/kg). Na prática, é mais frequentemente medido em roentgens (R). A dose de exposição em raios X caracteriza com bastante precisão o perigo potencial da exposição à radiação ionizante durante a irradiação geral e uniforme do corpo humano. Uma dose de exposição de 1 R corresponde a uma dose absorvida aproximadamente igual a 0,95 rad.

Em outras condições idênticas, a dose de radiação ionizante é tanto maior quanto mais longa for a irradiação, ou seja, a dose se acumula com o tempo. A dose relacionada a uma unidade de tempo é chamada de taxa de dose, ou nível de radiação. Então, se o nível de radiação em uma área for de 1 R/h, isso significa que em 1 hora de permanência em uma determinada área uma pessoa receberá uma dose de 1 R.

Os raios X são uma unidade de medida muito grande, e os níveis de radiação são geralmente expressos em partes de um roentgen - milésimos (miliroentgen por hora - mR/h) e milionésimos (micro-roentgen por hora - μR/h).

Para detectar a radiação ionizante, medir sua energia e outras propriedades, são utilizados instrumentos dosimétricos: radiômetros e dosímetros.

Radiômetroé um dispositivo projetado para determinar a quantidade de substâncias radioativas (radionuclídeos) ou o fluxo de radiação.

Dosímetro- um dispositivo para medir a exposição ou a taxa de dose absorvida.

Uma pessoa está exposta à radiação ionizante ao longo de sua vida. Isto é antes de tudo fundo de radiação natural Terras de origem cósmica e terrestre. Em média, a dose de radiação de todas as fontes naturais de radiação ionizante é de cerca de 200 mR por ano, embora este valor em diferentes regiões da Terra possa flutuar na faixa de 50-1000 mR/ano ou mais.

Fundo de radiação natural– radiação criada pela radiação cósmica, radionuclídeos naturais distribuídos naturalmente na terra, água, ar e outros elementos da biosfera (por exemplo, alimentos).

Além disso, uma pessoa encontra fontes artificiais de radiação (fundo de radiação artificial). Isto inclui, por exemplo, radiações ionizantes utilizadas para fins médicos. Uma certa contribuição para o contexto tecnogênico é dada pelas empresas do ciclo do combustível nuclear e pelas usinas termelétricas a carvão, pelos voos de avião em grandes altitudes, pela exibição de programas de televisão, pelo uso de relógios com mostradores luminosos, etc. Em geral, o fundo tecnogênico varia de 150 a 200 mrem.

Radiação tecnogênica de fundo – radiação de fundo natural alterada pela atividade humana.

Assim, cada habitante da Terra anualmente, em média recebe dose de radiação de 250-400 mrem. Este já é um estado normal do ambiente humano. Nenhum efeito adverso deste nível de radiação na saúde humana foi estabelecido.

Uma situação completamente diferente surge durante explosões nucleares e acidentes em reatores nucleares, quando vastas zonas de contaminação radioativa (contaminação) com alto nível radiação.

Qualquer organismo (planta, animal ou humano) não vive isolado, mas está de alguma forma conectado com todos os seres vivos e natureza inanimada. Nessa cadeia, o caminho das substâncias radioativas é aproximadamente o seguinte: as plantas as absorvem pelas folhas diretamente da atmosfera, pelas raízes do solo (água do solo), ou seja, se acumulam e, portanto, a concentração de substâncias radioativas nas plantas é maior do que no meio ambiente. Todos os animais de fazenda recebem substâncias radioativas dos alimentos, da água e da atmosfera. As substâncias radioativas que entram no corpo humano com alimentos, água, ar, entram nas moléculas do tecido ósseo e dos músculos e, permanecendo nelas, continuam a irradiar o corpo por dentro. Portanto, a segurança humana em condições de contaminação radioativa (contaminação) ambienteé alcançada pela proteção contra radiação externa, contaminação por precipitação radioativa, bem como pela proteção do sistema respiratório e do trato gastrointestinal contra a entrada de substâncias radioativas no corpo com alimentos, água e ar. Em geral, a atuação da população na área de infecção resume-se principalmente ao cumprimento das regras de comportamento adequadas e à implementação de medidas sanitárias e higiénicas. Ao relatar perigo de radiação Recomenda-se realizar imediatamente o seguinte:

1. Refugie-se em edifícios residenciais ou escritórios. É importante saber que as paredes de uma casa de madeira atenuam a radiação ionizante em 2 vezes, e uma de tijolo em 10 vezes. Abrigos embutidos (porões) reduzem ainda mais a dose de radiação: com cobertura de madeira - em 7 vezes, com tijolo ou concreto - em 40-100 vezes.

2. Tomar medidas de proteção contra a penetração de substâncias radioativas no apartamento (casa) com ar: fechar as janelas, escotilhas de ventilação, respiros, vedar as esquadrias e portas.

3. Crie um estoque água potável: colocar água em recipientes fechados, preparar produtos higiênicos simples (por exemplo, soluções de sabão para limpeza das mãos), fechar as torneiras.

4. Realizar profilaxia de emergência com iodo (o mais cedo possível, mas após notificação especial!). A profilaxia com iodo consiste em tomar preparações estáveis ​​de iodo: comprimidos de iodeto de potássio ou solução aquosa-alcoólica de iodo. O iodeto de potássio deve ser tomado após as refeições com chá ou água, uma vez ao dia, durante 7 dias, um comprimido (0,125 g) por dose. Uma solução hidroalcoólica de iodo deve ser tomada após as refeições, 3 vezes ao dia, durante 7 dias, 3-5 gotas por copo de água.

Você deve saber que uma overdose de iodo traz consigo uma série de efeitos colaterais, como uma condição alérgica e alterações inflamatórias na nasofaringe.

5. Comece a se preparar para uma possível evacuação. Prepare documentos e dinheiro, itens essenciais, embale os remédios que você usa com frequência, um mínimo de lençóis e roupas (1-2 trocas). Reúna um suprimento de comida enlatada que você tiver por 2 a 3 dias. Tudo isso deve ser acondicionado em sacos plásticos e sacolas. Ligue o rádio para ouvir as mensagens informativas da Comissão de Emergência.

6. Procure seguir as regras de segurança radiológica e higiene pessoal, nomeadamente:

Use apenas leite enlatado e produtos alimentícios armazenados em ambientes fechados e não expostos à contaminação radioativa. Não beba leite de vacas que continuam pastando em campos contaminados: substâncias radioativas já começaram a circular pelas chamadas cadeias biológicas;

Não coma vegetais que cresceram em terreno aberto e foram colhidos após substâncias radioativas começarem a entrar no meio ambiente;

Coma alimentos apenas em locais fechados, lave bem as mãos com sabão antes de comer e enxágue a boca com solução de bicarbonato de sódio a 0,5%;

Não beba água de fontes abertas ou água da torneira após o anúncio oficial de risco de radiação; cubra os poços com filme ou tampas;

Evite viagens longas por áreas contaminadas, principalmente em estradas empoeiradas ou gramadas, não entre na floresta e evite nadar no corpo d'água mais próximo;

Troque os sapatos ao entrar em um cômodo pela rua (os sapatos “sujos” devem ser deixados no patamar ou na varanda);

7. Ao se deslocar em áreas abertas, é necessário utilizar os equipamentos de proteção disponíveis:

Órgãos respiratórios - cobrir a boca e o nariz com uma atadura de gaze umedecida em água, um lenço, uma toalha ou qualquer parte da roupa;

Pele e cabelos - cubra-se com todas as peças de roupa - chapéus, cachecóis, capas, luvas. Se for absolutamente necessário sair de casa, recomendamos o uso de botas de borracha.

Abaixo estão os cuidados em condições de alta radiação recomendados pelo famoso médico americano Gale, especialista em segurança radiológica.

NECESSÁRIO:

1. Boa comida.

2. Evacuações diárias.

3. Decocções de sementes de linho, ameixas, urtigas, ervas laxantes.

4. Beba bastante líquido e sue com mais frequência.

5. Sucos com pigmentos corantes (uva, tomate).

6. Chokeberry, romãs, passas.

7. Vitaminas P, C, B, suco de beterraba, cenoura, vinho tinto (3 colheres de sopa por dia).

8. Rabanete ralado (rale de manhã, coma à noite e vice-versa).

9. 4-5 nozes por dia.

10. Rábano, alho.

11. Trigo sarraceno, aveia.

12. Pão kvass.

13. Ácido ascórbico com glicose (3 vezes ao dia).

14. Carvão ativado (1-2 peças antes das refeições).

15. Vitamina A (não mais que duas semanas).

16. Quademite (3 vezes ao dia).

Os melhores laticínios para comer são queijo cottage, creme de leite, creme de leite e manteiga. Descasque legumes e frutas até 0,5 cm, retire pelo menos três folhas das cabeças do repolho. Cebola e alho têm maior capacidade de absorver elementos radioativos. Os produtos cárneos incluem principalmente carne suína e aves. Evite caldos de carne. Prepare a carne desta forma: escorra o primeiro caldo, acrescente água novamente e cozinhe até ficar pronto.

PRODUTOS COM EFEITO ANTI-RADIOATIVO:

1. Cenouras.

2. Óleo vegetal.

3. Requeijão.

4. Comprimidos de cálcio.

NÃO DEVE SER CONSUMIDO EM ALIMENTOS:

2. Carne gelatinosa, ossos, gordura óssea.

3. Cerejas, damascos, ameixas.

4. Carne bovina: é mais provável que esteja contaminada.

Tópico 5. Proteção contra radiações ionizantes.

Impacto da radiação ionizante em humanos.
Radiação ionizante

Pares de íons

Quebrando conexões moleculares

(radicais livres).

Efeito biológico

A radioatividade é a autodesintegração dos núcleos atômicos, acompanhada pela emissão de raios gama e pela ejeção de partículas  e . Com duração diária (vários meses ou anos) de radiação em doses que excedem o limite máximo permitido, uma pessoa desenvolve doença crônica da radiação (estágio 1 - comprometimento funcional do sistema nervoso central, aumento da fadiga, dores de cabeça, perda de apetite). Com uma única exposição de todo o corpo a altas doses (>100 rem), desenvolve-se o enjoo agudo da radiação. Dose 400-600 rem - a morte ocorre em 50% dos expostos. O estágio primário de exposição aos humanos é a ionização de tecidos vivos, moléculas de iodo. A ionização faz com que os compostos moleculares se quebrem. Formam-se radicais livres (H, OH), que reagem com outras moléculas, o que destrói o corpo e atrapalha o funcionamento do sistema nervoso. Substâncias radioativas se acumulam no corpo. Eles são liberados extremamente lentamente. Posteriormente, ocorre doença de radiação aguda ou crônica ou queimadura de radiação. Consequências a longo prazo - catarata ocular por radiação, tumor maligno, consequências genéticas. Fundo natural (radiação cósmica e radiação de substâncias radioativas na atmosfera, na terra, na água). A taxa de dose equivalente é de 0,36 - 1,8 mSv/ano, o que corresponde à taxa de dose de exposição de 40-200 mR/ano. Radiografias: crânio - 0,8 - 6 R; coluna vertebral - 1,6 - 14,7 R; pulmões (fluorografia) - 0,2 - 0,5 R; fluoroscopia - 4,7 - 19,5 R; trato gastrointestinal - 12,82 R; dentes -3-5 R.

Diferentes tipos de radiação têm efeitos diferentes nos tecidos vivos. O impacto é avaliado pela profundidade de penetração e pelo número de pares iônicos formados por cm do trajeto da partícula ou feixe. As partículas - e  penetram apenas na camada superficial do corpo, - em várias dezenas de mícrons e formam várias dezenas de milhares de pares de íons em um caminho de um cm - em 2,5 cm e formam várias dezenas de íons. pares em um caminho de 1 cm de raios X e  - a radiação tem alto poder de penetração e baixo efeito ionizante.  - quanta, raios X, radiação de nêutrons com formação de núcleos de recuo e radiação secundária. Em doses absorvidas iguais D absorvente Diferentes tipos de radiação não causam o mesmo efeito biológico. Isto é levado em conta dose equivalente

D equação =  D absorvente * PARA eu , 1 C/kg = 3,876 * 10 3 R

eu=1

onde D absorve - dose absorvida diferentes radiações, rad;

K i - fator de qualidade da radiação.

Dose de exposição X- utilizado para caracterizar uma fonte de radiação pela sua capacidade ionizante, a unidade de medida é coulomb por kg (C/kg). Uma dose de 1 P corresponde à formação de 2,083 * 10 9 pares de íons por 1 cm 3 de ar 1 P = 2,58 * 10 -4 C/kg.

Unidade de medida dose equivalente radiação é peneira (SV), especial a unidade desta dose é equivalente biológico do raio X (BER) 1 ZV = 100 rem. 1 rem é uma dose de radiação equivalente que cria o mesmo dano biológico que 1 rad de raio X ou radiação  (1 rem = 0,01 J/kg). Rad - unidade extrassistêmica de dose absorvida corresponde à energia de 100 erg absorvida por uma substância com massa de 1 g (1 rad = 0,01 J/kg = 2,388 * 10 -6 cal/g). Unidade dose absorvida (SI) - Cinza- caracteriza a energia absorvida de 1 J por massa de 1 kg de substância irradiada (1 Gray = 100 rad).
Padronização da radiação ionizante

De acordo com as normas de segurança radiológica (NRB-76), foram estabelecidas doses máximas de radiação permitidas (MADs) para humanos. Regras de trânsito- esta é a dose anual de radiação que, se acumulada uniformemente ao longo de 50 anos, não causará alterações adversas na saúde da pessoa irradiada e de seus descendentes.

As normas estabelecem 3 categorias de exposição:

A - exposição de pessoas que trabalham com fontes de radiação radioativa (pessoal de usinas nucleares);

B - exposição de pessoas que trabalham em instalações adjacentes (parcela limitada da população);

B – exposição da população de todas as idades.

Limites máximos de exposição (acima do fundo natural)

Uma dose única de radiação externa pode ser de 3 rem por trimestre, desde que a dose anual não exceda 5 rem. Em qualquer caso, a dose acumulada até os 30 anos não deve ultrapassar 12 MDA, ou seja, 60 rem.

A base natural da Terra é de 0,1 rem/ano (de 0,36 a 0,18 rem/ano).

Controle de exposição(serviço de segurança radiológica ou trabalhador especial).

Realizar medições sistemáticas de doses de fontes de radiação ionizante nos locais de trabalho.

Dispositivos monitoramento de radiação baseado em cintilação de ionização e métodos de registro fotográfico.

Método de ionização- com base na capacidade dos gases sob a influência da radiação radioativa de se tornarem eletricamente condutores (devido à formação de íons).

Método de cintilação- baseia-se na capacidade de algumas substâncias luminescentes, cristais e gases emitirem flashes de luz visível ao absorver radiação radioativa (fósforo, flúor, fósforo).

Método fotográfico- com base no efeito da radiação radioativa na emulsão fotográfica (escurecimento do filme fotográfico).

Dispositivos: eficiência - 6 (dosímetro individual de bolso 0,02-0,2R); Contadores Geiger (0,2-2P).

A radioatividade é a transformação espontânea de núcleos atômicos instáveis ​​em núcleos de elementos, acompanhada pela emissão de radiação nuclear.

Existem 4 tipos conhecidos de radioatividade: decaimento alfa, decaimento beta, fissão espontânea de núcleos atômicos, radioatividade de prótons.

Para medir a taxa de dose de exposição: DRG-0,1; DRG3-0.2;SGD-1

Dosímetros de dose de exposição do tipo cumulativo: IFK-2,3; IFK-2.3M; CRIANÇA -2; TDP-2.
Proteção contra radiação ionizante

A radiação ionizante é absorvida por qualquer material, mas em graus variados. Os seguintes materiais são usados:

k - coeficiente proporcionalidade, k  0,44 * 10 -6

A fonte é um aparelho elétrico de vácuo. Tensão U = 30-800 kV, corrente anódica I = dezenas de mA.

Daí a espessura da tela:

d = 1/ * ln ((P 0 /P adicionar)*B)

Com base na expressão, foram construídos nomonogramas que permitem determinar a espessura da tela de chumbo para o fator de atenuação necessário e uma determinada tensão.

To osl = P 0 /P adicional de acordo com To osl e U -> d

k = I*t*100/36*x 2 P adicionar.

I - (mA) - corrente no tubo de raios X

t (h) por semana

P extra - (mR/semana).

Para nêutrons rápidos com energia.
J x =J 0 /4x 2 onde J 0 é o rendimento absoluto de nêutrons por 1 segundo.

Proteção com água ou parafina (devido à grande quantidade de hidrogênio)

Os recipientes para armazenamento e transporte são feitos de uma mistura de parafina com alguma substância que absorve fortemente nêutrons lentos (por exemplo, vários compostos de boro).

Métodos e meios de proteção contra radiações radioativas.

As substâncias radioativas como fontes potenciais de radiação interna são divididas em 4 grupos de acordo com o grau de perigo - A, B, C, D (em ordem decrescente de grau de perigo).

Instituído pelas “Normas Sanitárias Básicas para Trabalho com Substâncias Radioativas e Fontes de Radiação Ionizante” - OSP-72. Todo o trabalho com substâncias radioativas abertas é dividido em 3 classes (ver tabela). As normas e meios de proteção para trabalhos com substâncias radioativas abertas são estabelecidas em função da classe (I, II, III) de risco radioativo do trabalho com isótopos.
Atividade da droga no local de trabalho mCi

Classe de risco de trabalho	UM	B	EM	G
EU	> 10 4	>10 5	>10 6	>10 7
II	10 -10 4	100-10 5	10 3 - 10 6	10 4 - 10 7
III	0.1-1	1-100	10-10 3	10 2 -10 4

Funciona com fontes abertas As classes I, II requerem medidas de proteção especiais e são realizadas em salas separadas e isoladas. Não considerado. O trabalho com fontes de classe III é realizado em áreas comuns locais especialmente equipados. As seguintes medidas de proteção foram estabelecidas para estas obras:

1) No invólucro do dispositivo, a taxa de dose de exposição deve ser 10 mr/h;

A uma distância de 1 m do dispositivo, a taxa de dose de exposição é  0,3 mr/h;

Os dispositivos são colocados em um recipiente protetor especial, em uma caixa protetora;

Reduzir a duração do trabalho;

Sinal de perigo de radiação postado

Os trabalhos são realizados um a um, por uma equipa de 2 pessoas, com um grupo de qualificação de 4.

Somente pessoas maiores de 18 anos, especialmente treinadas e que realizem exames médicos pelo menos uma vez a cada 12 meses podem trabalhar.

São utilizados EPIs: batas, chapéus, confeccionados em algodão. tecidos, copos de vidro com chumbo, manipuladores, ferramentas.

As paredes da sala são pintadas tinta a óleo a uma altura superior a 2 metros, os pisos são resistentes a detergentes.

TÓPICO 6.

Fundamentos ergonômicos da proteção do trabalho.
Durante o processo de trabalho, uma pessoa é influenciada por fatores psicofísicos, atividade física, habitat, etc.

Estudar o impacto cumulativo destes fatores, coordenando-os com as capacidades humanas e otimizando as condições de trabalho ergonomia.
Cálculo da categoria de gravidade trabalhista.

A gravidade do trabalho é dividida em 6 categorias dependendo da mudança no estado funcional de uma pessoa em comparação com o estado inicial de repouso. A categoria de severidade do trabalho é determinada por avaliação médica ou cálculo ergonômico (os resultados são próximos).

O procedimento de cálculo é o seguinte:

É compilado um “Mapa das Condições de Trabalho no Local de Trabalho”, no qual todos os indicadores (fatores) biologicamente significativos das condições de trabalho são inseridos e avaliados em uma escala de 6 pontos. Avaliação baseada em normas e critérios. “Critérios para avaliar as condições de trabalho através de um sistema de seis pontos.”

As pontuações dos fatores considerados k i são somadas e a pontuação média é encontrada:

k av = 1/n  eu =1 n k eu

Determine o indicador integral do impacto de todos os fatores em uma pessoa:

k  = 19,7 k média - 1,6 k média 2

Indicador de desempenho:

k funciona = 100-((k  - 15,6)/0,64)

Utilizando o indicador integral da tabela, encontra-se a categoria de severidade do trabalho.

1 categoria - ideal condições de trabalho, ou seja, aqueles que garantem o estado normal do corpo humano. Não existem fatores perigosos ou prejudiciais. k   18 A eficiência é alta, não há alterações funcionais de acordo com indicadores médicos.

3 categoria- no limite aceitável. Se, segundo os cálculos, a categoria de severidade trabalhista for superior à categoria 2, então é necessário tomar decisões técnicas para racionalizar os fatores mais difíceis e trazê-los aos níveis normais.

a gravidade do trabalho de parto.

Indicadores de carga psicofisiológica: tensão nos órgãos da visão, audição, atenção, memória; a quantidade de informações que passam pelos órgãos da audição e da visão.

O trabalho físico é avaliado pelo consumo de energia em W:

Condições ambientais(microclima, ruído, vibração, composição do ar, iluminação, etc.). Eles são avaliados de acordo com os padrões GOST SSBT.

Segurança ocupacional(segurança elétrica, radiação, explosão e segurança contra incêndio). Eles são avaliados de acordo com os padrões PTB e GOST SSBT.

A carga de informações do operador é determinada da seguinte forma. Aferente (operações sem influência), eferente (operações de controle).

A entropia (ou seja, a quantidade de informação por mensagem) de cada fonte de informação é determinada:

Hj = -  pi log 2 pi, bit/sinal.

onde j são fontes de informação, cada uma com n sinais (elementos);

Hj é a entropia de uma (j-ésima) fonte de informação;

pi = k i /n - probabilidade do i-ésimo sinal da fonte de informação considerada;

n - número de sinais de 1 fonte de informação;

ki é o número de repetições de sinais do mesmo nome ou elementos de trabalho do mesmo tipo.

A entropia de todo o sistema é determinada

número de fontes de informação.

A entropia aceitável da informação é considerada entre 8 e 16 bits/sinal.

O fluxo estimado de informações é determinado

Frasch = H  * N/t,

onde N é o número total de sinais (elementos) de toda a operação (sistema);

t - duração da operação, segundos.

A condição Fmin  Frasch  Fmax é verificada, onde Fmin = 0,4 bits/seg, Fmax = 3,2 bits/seg – as menores e maiores quantidades permitidas de informação processada pelo operador.

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Trabalho nº 14

RADIAÇÃO IONIZANTE

informações gerais
As radiações cujas interações com o meio ambiente levam à formação de íons de diferentes signos e radicais são chamadas de ionizantes. Neste caso, é feita uma distinção entre radiação corpuscular e de fótons. A radiação corpuscular é um fluxo de partículas elementares: partículas a e b, nêutrons, prótons, mésons, etc. Partículas elementares surgem durante o decaimento radioativo, transformações nucleares ou são geradas em aceleradores. Dependendo da quantidade de energia cinética, as partículas carregadas podem produzir diretamente radiação ionizante ao colidir com a matéria. Nêutrons e outras partículas elementares neutras não produzem ionização diretamente ao interagir com a matéria, mas no processo de interação com o meio liberam partículas carregadas (elétrons, prótons, etc.) capazes de ionizar átomos e moléculas do meio por onde passam. . Essa radiação é geralmente chamada de radiação ionizante indireta.

A radiação de fótons inclui: radiação gama, radiação característica, radiação bremsstrahlung e radiação de raios X. Essas radiações são oscilações eletromagnéticas de frequências muito altas (Hz), que surgem quando o estado de energia dos núcleos atômicos muda (radiação gama), rearranjo das camadas eletrônicas internas dos átomos (característica), interação de partículas carregadas com um campo elétrico (bremsstrahlung ) e outros fenômenos. A radiação de fótons também é indiretamente ionizante. Além da capacidade ionizante, as principais características da radiação ionizante incluem a energia, medida em elétron-volts, e a capacidade de penetração.

Uma fonte de radiação é um objeto que contém material radioativo ou um dispositivo técnico que emite ou é capaz de certas condições emitir radiação. Esses objetos incluem: radionuclídeos, dispositivos nucleares(aceleradores, reatores nucleares), tubos de raios X.

Tecnologias, métodos e dispositivos que utilizam radiação ionizante tornaram-se difundidos na indústria, na medicina e na ciência. Isto é, antes de tudo, usinas nucleares, navios de superfície e subaquáticos com instalações nucleares, instalações de raios X para fins médicos, científicos e industriais, etc.
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Efeitos biológicos da radiação.

A radiação é um fator prejudicial à natureza viva e, principalmente, ao homem. Os efeitos biologicamente prejudiciais da radiação em um organismo vivo são determinados principalmente pela dose de energia absorvida e pelo efeito de ionização resultante, ou seja, pela densidade de ionização. A maior parte da energia absorvida é gasta na ionização de tecidos vivos, o que se reflete na definição da radiação como ionizante.

A radiação ionizante tem efeitos diretos e indiretos no tecido biológico. Direto - quebra de ligações intraatômicas e intramoleculares, excitação de átomos ou moléculas, formação de radicais livres. O mais importante é a radiólise da água. Como resultado da radiólise, formam-se radicais altamente reativos, que causam reações de oxidação secundária em quaisquer ligações, até uma alteração na estrutura química do DNA (ácido desoxirribonucléico) com subsequentes mutações genéticas e cromossômicas. Esses fenômenos são os efeitos indiretos (indiretos) da radiação. Deve-se notar que a peculiaridade do impacto da radiação ionizante é que centenas e milhares de moléculas não afetadas diretamente pela radiação estão envolvidas em reações químicas induzidas por radicais reativos. Assim, o resultado da exposição à radiação ionizante, ao contrário de outros tipos de radiação, depende em maior medida da forma como sua energia é transferida para um objeto biológico.

As consequências negativas da exposição à radiação ionizante no corpo humano são convencionalmente divididas em somáticas e genéticas. Os efeitos genéticos da exposição à radiação aparecem em intervalos de longo prazo nos descendentes das pessoas expostas. As consequências somáticas, dependendo do grau e da natureza da radiação, podem manifestar-se diretamente na forma de formas agudas ou crônicas de enjoo da radiação. O enjoo da radiação é, em primeiro lugar, caracterizado por alterações na composição do sangue (diminuição do número de leucócitos no sangue - leucopenia), bem como pelo aparecimento de náuseas, vómitos e hemorragias e ulcerações subcutâneas. Uma forma aguda de doença de radiação ocorre em uma pessoa com uma única exposição a mais de 100 P (roentgen) - 1º grau de doença de radiação, e a 400 P (3º grau) são observadas 50% das mortes, o que está principalmente associado à perda de imunidade. Com dose de exposição acima de 600 R (4º grau), 100% dos expostos morrem. No que diz respeito aos danos causados ​​pelas radiações ionizantes, a natureza colocou os humanos nas condições mais difíceis em comparação com outros seres vivos. Assim, as doses letais médias (50%) são: macaco - 550, coelho - 800, vermes - 20.000, ameba - 100.000, vírus - mais de 1.000.000 P.
^Unidades de dosagem.
A unidade (medida) comum de exposição humana à radiação ionizante é a dose. Distinguem-se os seguintes tipos principais de doses: exposição absorvida, equivalente, eficaz.

^ Dose absorvida (D) – a quantidade de energia de radiação ionizante transferida para a substância:

Onde
– energia média transferida por radiação ionizante para uma substância localizada em um volume elementar,
é a massa da substância neste volume.

^ Equivalente de dose (N) – a soma das doses absorvidas em órgãos ou tecidos multiplicada pelo fator de ponderação apropriado para um determinado tipo de radiação :

Onde - a dose média absorvida no órgão ou tecido de i - aquela radiação ionizante.

Os factores de ponderação têm em conta o risco relativo dos diferentes tipos de radiação na indução de efeitos biológicos adversos e dependem da capacidade ionizante da radiação. Para vários tipos de radiação, os coeficientes de ponderação são:

Fótons de qualquer energia, elétrons………………………1

Nêutrons com energia inferior a 10 keV…………………………5

De 10 keV a 100 keV……………….10

Partículas alfa………………………………………………20

^ Dose eficaz (E) – um valor utilizado como medida do risco de consequências a longo prazo da irradiação de todo o corpo humano e dos seus órgãos e tecidos individuais, tendo em conta a sua radiossensibilidade. É a soma dos produtos da dose equivalente em órgãos e tecidos pelos fatores de ponderação correspondentes:

Onde - um coeficiente de ponderação para um órgão ou tecido, que caracteriza o risco relativo por unidade de dose para o rendimento de consequências a longo prazo ao irradiar um determinado órgão em relação à irradiação de todo o corpo. Quando o corpo como um todo é irradiado = 1, e quando órgãos individuais são irradiados é: gônadas (glândulas sexuais) - 0,2; estômago – 0,12; fígado – 0,05; couro – 0,01, etc.
- dose equivalente no órgão ou tecido correspondente.

^ Dose de exposição (X) - esta é uma característica quantitativa da radiação de fótons, baseada em seu efeito ionizante no ar atmosférico seco e representando a razão entre a carga total (dQ) de íons do mesmo sinal que surgem no ar com inibição completa de todos os elétrons secundários e pósitrons que foram formados por fótons em um pequeno volume de ar, à massa de ar (dm) neste volume (válido para radiação de fótons com energia de até 3 MeV):

Na prática, a unidade roentgen (P) é amplamente utilizada como característica da radiação ionizante, que é uma unidade de dose de exposição fora do sistema (quando a radiação passa por 1 cm cúbico de ar, são criados íons que carregam uma carga de 1 eletrostática unidade de cada signo). A dose de exposição em roentgens e a dose absorvida em rads para tecidos biológicos podem ser consideradas coincidentes com um erro de até 5%, causado pelo fato de a dose de exposição não levar em consideração a ionização causada pelo bremsstrahlung de elétrons e pósitrons.

As unidades de dose no sistema SI e as unidades de medida não sistêmicas são fornecidas na Tabela 1.

Tabela 1

Dose	Unidades SI	Unidades não pertencentes ao sistema
Absorvido	J/kg, Cinza (Gy)	1 rad = 0,01 Gy
Equivalente	Cinza = Sievert (Sv)	1rem=0,01Sv
Eficiente	peneirar = Sievert (Sv)
Exposição	Coulomb/kg, (Cul/kg)	Raio X (R) 1Р=2,58 ∙ 10 -4 C/kg 1 P = 1 rad = 0,013 Sv (em tecidos biológicos)

Para caracterizar a mudança na dose ao longo do tempo, é introduzido o conceito de taxa de dose. As taxas de exposição, absorção e dose equivalente são determinadas em conformidade:

Uma característica da atividade de um radionuclídeo (decaimento espontâneo) é a razão entre o número de transformações nucleares espontâneas que ocorrem na fonte por unidade de tempo. A unidade de radioatividade é bequerel (Bq). Becquerel é igual à atividade de um radionuclídeo em uma fonte na qual ocorre uma transformação nuclear espontânea em 1 s. Unidade de atividade fora do sistema - curie (Ci). 1 Ci = 3,700 10 10 Bq A atividade dos radionuclídeos depende do tempo. O tempo durante o qual metade dos átomos originais decai é chamado de meia-vida. Por exemplo, a meia-vida do iodo
8,05 dias, e para urânio
- 4,5 bilhões de anos
^ Padrões de segurança contra radiação.
O principal documento que regulamenta os níveis permitidos de exposição à radiação no corpo humano em nosso país são as “Normas de Segurança Radiológica” (NRB - 99). Para reduzir a exposição desnecessária, o racionamento é realizado de forma diferenciada para as diferentes categorias de pessoas expostas, dependendo das condições de contato com as fontes de radiação e do local de residência. As normas estabelecem as seguintes categorias de pessoas expostas:

Pessoal (grupos A e B);

Toda a população, incluindo o pessoal fora do âmbito e das condições das suas atividades produtivas.

Os padrões de radiação também são diferenciados em relação às diferentes radiossensibilidades de órgãos e partes do corpo humano.

A dose máxima permitida (MAD) é o maior valor da dose individual equivalente por ano, que, com exposição uniforme ao longo de 50 anos, não causará alterações adversas na saúde do pessoal que possam ser detectadas por métodos modernos.

O limite de dose (DL) é a dose equivalente máxima por ano para uma parte limitada da população. O PD é definido 10 vezes menos que o SDA para evitar a exposição desnecessária deste grupo de pessoas. Os valores das regras de trânsito e PD em função do grupo de órgãos críticos são apresentados a seguir na Tabela 2.

As leis do efeito biológico da radiação nos tecidos vivos determinam os princípios básicos de proteção - reduzindo a densidade do fluxo de radiação e o tempo de sua ação. O tempo de contacto com a radiação durante o funcionamento normal da instalação é um parâmetro ajustável e controlável. A densidade do fluxo irradiante depende da potência da fonte, de suas características físicas e da proteção de engenharia da fonte.
Tabela 2.

^ Limites básicos de dose

*Nota: as doses de radiação para o pessoal do grupo B não devem exceder ¼ dos valores do pessoal do grupo A.
^ Medidas de proteção.
A proteção de engenharia é entendida como qualquer meio (material) localizado entre a fonte e a área onde estão localizadas pessoas ou equipamentos para atenuar o fluxo de radiação ionizante. A proteção geralmente é classificada de acordo com a finalidade, tipo, layout, forma e geometria. Por finalidade, a proteção é dividida em biológica, radiológica e térmica.

A proteção biológica deve garantir uma redução da dose de radiação ao pessoal até os níveis máximos permitidos. Na proteção radiológica, o grau de dano radioativo a vários objetos expostos à radiação deve ser garantido em níveis aceitáveis. A proteção térmica garante uma redução na liberação de energia de radiação em composições protetoras para níveis aceitáveis.

As principais propriedades da radiação que determinam as condições para um manuseio seguro são a capacidade ionizante e penetrante. A capacidade ionizante da radiação se reflete no valor do coeficiente de pesagem, e a capacidade de penetração é caracterizada pelo valor do coeficiente de absorção linear.

A lei de atenuação da radiação em uma substância, dependendo de sua espessura (x), pode ser escrita da seguinte forma:

onde n é a taxa de contagem de pulsos de corrente na presença de material protetor de espessura x, imp/s,

n f - taxa de contagem de pulsos de corrente fora da zona de influência da fonte de radiação, ou seja, histórico, imp/s,

n o - taxa de contagem de pulsos de corrente sem material de proteção, imp/s.

Da fórmula (2) derivamos uma expressão para calcular o coeficiente de atenuação linear:

apresentado com base nos resultados de medições de atenuação de radiação em várias espessuras para um material. Neste caso, esta dependência terá a forma de uma linha reta com inclinação determinada pelo valor do coeficiente de atenuação linear, ou seja, m = tq a.

A absorção da radiação numa substância depende da natureza da radiação, bem como da composição e densidade da própria substância. A Tabela 3 abaixo mostra a dependência do coeficiente de atenuação da radiação fotônica:

A absorção da radiação ionizante corpuscular ocorre muito mais intensamente do que a radiação de fótons. Isto pode ser explicado tanto pela presença de partículas que ionizam a substância, carga elétrica, ou na sua ausência, a presença de uma massa significativa de partículas ionizantes (nêutrons). É conveniente caracterizar a absorção da radiação corpuscular pelo caminho livre das partículas em uma substância.

Tabela 3

Energia de radiação gama, MeV	Coeficiente de atenuação, cm -1
	Ar	plexiglass	ferro	liderar
0,1	0,198	0,172	2,81	59,9
0,5	0,111	0,006	0,82	1,67
1,0	0,081	0,07	0,45	0,75
2,0	0,057	0,05	0,33	0,51
5,0	0,036	0,03	0,24	0,48
10,0	0,026	0,022	0,23	0,62

A Tabela 4 apresenta os valores característicos dos caminhos livres das partículas no ar para a radiação a -, b - e de prótons.
Tabela 4

Tipo de radiação ionizante	Faixa energia, MeV	Gama de grátis Quilometragem, cm
um	4,0 -10,0	2,5-10,6
b	0,01-8,00	22-1400
próton	1,0-15,0	0,002-0,003

^ Atenuação geométrica da radiação.
Para fontes pontuais, o fluxo de radiação, além do padrão de atenuação mencionado acima ao passar pela matéria, será atenuado devido à divergência geométrica, obedecendo à lei do inverso do quadrado

,

onde I é a potência da fonte, R é a distância da fonte.

Geometricamente, as fontes podem ser pontuais e estendidas. Fontes estendidas são uma superposição de fontes pontuais e podem ser lineares, superficiais ou volumétricas. Fisicamente, uma fonte pode ser considerada uma fonte pontual, cujas dimensões máximas são muito menores que a distância até o ponto de detecção e o caminho livre no material de origem.

Para uma fonte isotrópica pontual, a discrepância geométrica desempenha um papel decisivo na atenuação da densidade de radiação no ar. A atenuação por absorção no ar, por exemplo, para uma fonte com energia igual a 1 MeV a uma distância de 3 m, é de 0,2%.
^ Registro de radiação. Equipamento e procedimento de pesquisa .
Os instrumentos utilizados na área de monitoramento de radiação são divididos de acordo com sua finalidade em dosímetros, radiômetros e espectrômetros. Os dosímetros são usados ​​para medir a dose absorvida de radiação ionizante ou sua potência. Os radiômetros são usados ​​para medir a densidade do fluxo de radiação e a atividade dos radionuclídeos. Os espectrômetros são usados ​​para medir a distribuição da radiação por energia de partículas ou fótons.

A base para registrar qualquer tipo de radiação é sua interação com a substância detectora. Um detector é um dispositivo cuja entrada recebe radiação ionizante e produz um sinal gravado em sua saída. O tipo de detector é determinado pela natureza do sinal - com um sinal luminoso o detector é denominado cintilação, com pulsos de corrente - ionização, com aparecimento de bolhas de vapor - uma câmara de bolhas, e na presença de gotículas de líquido - uma nuvem câmara. A substância na qual a energia da radiação ionizante é convertida em sinal pode ser gasosa, líquida ou sólida, o que dá o nome correspondente aos detectores: gás, líquido e sólido.

Neste trabalho, utilizamos um dispositivo que combina as funções de um dosímetro e de um radiômetro - um dispositivo portátil de exploração geológica SRP-68-01. O dispositivo consiste em uma unidade de detecção remota BDGCH-01, um controle remoto portátil, que contém um circuito de medição e um dispositivo apontador.

O SRP-68-01 usa um detector de cintilação baseado em um único cristal inorgânico de sódio-iodo (NaI). O princípio de funcionamento do detector é o seguinte. A radiação, interagindo com a substância cintiladora, cria nela flashes de luz. Fótons de luz atingem o fotocátodo e eliminam fotoelétrons dele. Os elétrons acelerados e multiplicados são coletados no ânodo. Cada elétron absorvido no cintilador corresponde a um pulso de corrente no circuito anódico do tubo fotomultiplicador, portanto, tanto o valor médio da corrente anódica quanto o número de pulsos de corrente por unidade de tempo podem ser medidos. De acordo com isso, é feita uma distinção entre os modos de corrente (integração) e de contagem de um dosímetro de cintilação.

O dispositivo ponteiro no complexo de medição permite obter valores para dois modos de operação do dosímetro:

Taxa de dose de exposição, µR/h;

Velocidade média de contagem de pulsos de corrente, imp/s.

Como fonte de radiação ionizante, o trabalho utiliza uma marca de calibração de controle, que contém radionuclídeo 60 Co com energia quântica gama: 1,17 MeV e 1,37 MeV.

Os estudos experimentais são realizados em bancada de laboratório, que tem como base o dispositivo de exploração geológica de cintilação SRP-68-01. O diagrama do suporte é mostrado na Fig. 1 e 2.

Figura 1. Diagrama de blocos de instalação

Aqui: 1 - console de medição portátil; 2 – régua de medição; 3 – materiais em estudo; 4 – fonte radioativa; 5 - tubo detector; 6 - tela protetora.

Arroz. 2. Painel frontal do dispositivo de medição.

Aqui: 1 - mudança de tipo de trabalho; 2 - troca de limites e modos de medição; 3 - escala de medição do dispositivo conversor; 4 - controle de nível de sinal de áudio.

Deve-se notar que o número de eventos de decaimento da radiação e o número de pulsos de corrente registrados pelo radiômetro são variáveis ​​aleatórias que obedecem à lei de Poisson. Por esta razão, cada medição deve ser repetida cinco vezes em intervalos de um minuto e o valor médio tomado como resultado.

Para preparar a configuração para medições, você deve:

• 
  ligue o controle remoto de medição colocando a chave tipo de trabalho (item 1 da Fig. 2) na posição “5”;
• 
  libere a janela de medição na fonte radioativa removendo a blindagem protetora.

Procedimento de medição

1. Medições da taxa de dose de exposição em função da distância da fonte de radiação:

Coloque a chave de limites e modos de medição (item 2 da Fig. 2) na posição inferior “mR/h”, onde a taxa de dose de exposição é medida em µR/h;

Leia os valores da taxa de dose de exposição na escala de medição do dispositivo de recálculo (item 3 na Fig. 2) movendo o tubo detector (item 2 na Fig. 1) ao longo da régua de medição, dependendo da distância até o cassete de acordo com a opção de tarefa. Medições em distâncias superiores a 60 cm devem ser realizadas adicionalmente nos modos de medição - pulso/s, ou seja, A chave para limites e modos de medição (item 2 na Fig. 2) deve ser colocada na posição (S -1). A esta distância, os valores da taxa de dose de exposição e da taxa de contagem corresponderão ao nível de fundo na sala.

Coloque o tubo detector ao longo da régua de medição a uma distância de 1,5 cm da fonte de radiação e o tubo deve estar nesta posição constantemente durante toda a série de medições conforme passo 2 (para garantir o mesmo grau de atenuação da radiação devido à divergência geométrica );

Coloque a chave de limites e modos de medição (item 2 da Fig. 2) na posição “S -1”, onde os pulsos de corrente são contados em pulsos/s;

Tome o valor da densidade de fluxo na ausência de materiais de proteção entre a janela de medição e o detector;

Tome o valor da densidade de fluxo para diversas amostras de materiais de acordo com a opção de tarefa instalada entre a janela de medição e o detector;

Tome o valor da densidade de fluxo para vários materiais de acordo com a opção de especificação instalada entre a janela de medição e o detector. Neste caso, uma amostra com a espessura necessária é montada a partir de várias amostras.
^ Processamento de resultados experimentais e tarefas de cálculo

1. 
   Medições da taxa de dose de exposição dependendo da distância da fonte de radiação:

- construir um gráfico da variação da taxa de dose de exposição em função da distância da fonte de radiação;

2. Medições da densidade de fluxo gama quanta atrás de uma camada de materiais protetores:

^ Condições de segurança durante o trabalho.

A atividade da fonte de acordo com o passaporte foi de 0,04 μKu. A fonte é protegida por uma blindagem de chumbo, proporcionando uma taxa de dose equivalente na superfície não superior a 0,6 μSv/h, e a uma distância de 0,4 m da fonte, o nível de radiação dela está próximo do fundo. Os parâmetros especificados da fonte e as condições para sua proteção conforme NRB-96 garantem a segurança do executor durante a pesquisa.

^ OPÇÕES DE TAREFA

Opções	Valores por opção
	1	2	3	4
Medições de acordo com a reivindicação 1 Valores das distâncias da fonte de radiação ao detector, cm	0; 4; 8;15; 25;45;70	0; 5; 10;20; 35; 50; 75	0; 6; 12; 18;25;40;65	0;4;9;18; 28;40;65
Medidas conforme item 2 Nome dos materiais de proteção e valores de espessura, mm	Pilha organizacional. -15	Pilha organizacional.	Pilha organizacional. -15	Pilha organizacional
Cálculo da dose eficaz: Distância até a fonte de radiação, cm Tempo de irradiação, hora

^ Perguntas para autocontrole
1. Quais são os grupos conhecidos de radiações ionizantes? Que tipos de radiação ionizante existem? Suas principais características.

2. Impacto da radiação ionizante no tecido biológico. Características deste impacto.

3. Sinais de enjoo causado pela radiação. Graus de doença de radiação.

4. O que determina o grau de exposição à radiação ionizante no corpo humano?

5. Doses de radiação ionizante. Deles significado físico. Unidades de medida de dose. Relações entre unidades de dose.

6. Normalização das radiações ionizantes. O que determina as doses máximas permitidas?

7. O que significa proteção de engenharia contra radiações ionizantes?

8. Quais materiais fornecem a melhor proteção da exposição
partículas, partículas, radiação e por quê?

9. Quais são os métodos conhecidos para registrar a radiação ionizante?
Efremov S.V., Malayan K.R., Malyshev V.P., Monashkov V.V. etc.

Segurança . Oficina de laboratório.
Tutorial

Corretor

Editor técnico

Diretor da Editora da Universidade Politécnica ^ AV. Ivanov

Licença LR nº 020593 datada de 07/08/97

Benefício fiscal – Classificador de produtos totalmente russo

OK 005-93, vol. 95 3005 – literatura educacional

Assinado para impressão em 2011. formato 60x84/16.

Cond.bake.l. . Uch.ed.l. . Circulação 200. Pedido

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Universidade Politécnica Estadual de São Petersburgo.

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Membro da Associação de Publicação e Impressão de Universidades Russas.

Endereço da universidade e editora:

195251, São Petersburgo, rua Politekhnicheskaya, 29.

Metas: formar conceitos sobre radiação, radioatividade, decaimento radioativo; estudar os tipos de radiação radioativa; considere fontes de radiação radioativa.

Métodos: história, conversa, explicação.

Local: aula escolar.

Tempo: 45 minutos.

Plano:

1. Parte introdutória:

• organização. momento;
• enquete

2. Parte principal:

• aprendendo novo material

3.Conclusão:

• repetição;

O termo "radiação" vem da palavra latina raio e significa raio. No sentido mais amplo da palavra, a radiação abrange todos os tipos de radiação existentes na natureza - ondas de rádio, radiação infravermelha, luz visível, ultravioleta e, por fim, radiação ionizante. Todos esses tipos de radiação, de natureza eletromagnética, diferem em comprimento de onda, frequência e energia.

Existem também radiações que são de natureza diferente e são fluxos de várias partículas, por exemplo, partículas alfa, partículas beta, nêutrons, etc.

Cada vez que uma barreira aparece no caminho da radiação, ela transfere parte ou toda a sua energia para essa barreira. E o efeito final da radiação depende de quanta energia foi transferida e absorvida pelo corpo. Todo mundo conhece o prazer de um bronzeado bronzeado e a frustração de uma queimadura solar severa. É óbvio que a superexposição a qualquer tipo de radiação acarreta consequências desagradáveis.

Os tipos de radiação ionizante são os mais importantes para a saúde humana. À medida que a radiação ionizante passa através do tecido, ela transfere energia e ioniza átomos em moléculas que desempenham importantes funções biológicas. Portanto, a exposição a qualquer tipo de radiação ionizante pode afetar a saúde de uma forma ou de outra. Estes incluem:

Radiação alfa- Estas são partículas pesadas com carga positiva que consistem em dois prótons e dois nêutrons fortemente ligados entre si. Na natureza, as partículas alfa surgem do decaimento dos átomos elementos pesados, como urânio, rádio e tório. No ar, a radiação alfa não viaja mais do que cinco centímetros e, via de regra, é completamente bloqueada por uma folha de papel ou pela camada externa morta da pele. No entanto, se uma substância que emite partículas alfa entra no corpo através dos alimentos ou do ar inalado, ela irradia órgãos internos e se torna potencialmente perigoso.

Radiação beta- são elétrons muito menores que as partículas alfa e podem penetrar vários centímetros de profundidade no corpo. Você pode se proteger com uma fina folha de metal, vidro de janela e até mesmo roupas comuns. Quando a radiação beta atinge áreas desprotegidas do corpo, geralmente afeta as camadas superiores da pele. Durante o acidente da usina nuclear de Chernobyl em 1986, os bombeiros sofreram queimaduras na pele como resultado de uma exposição muito forte às partículas beta. Se uma substância que emite partículas beta entrar no corpo, ela irradiará os tecidos internos.

Radiação gama- estes são fótons, ou seja, onda eletromagnética transportando energia. No ar pode percorrer longas distâncias, perdendo gradativamente energia em decorrência de colisões com átomos do meio. A intensa radiação gama, se não for protegida dela, pode danificar não só a pele, mas também os tecidos internos. Materiais densos e pesados, como ferro e chumbo, são excelentes barreiras à radiação gama.

Radiação de raios X semelhante à radiação gama emitida pelos núcleos, mas é produzida artificialmente em um tubo de raios X, que por si só não é radioativo. Como o tubo de raios X é alimentado por eletricidade, a emissão de raios X pode ser ligada ou desligada por meio de um interruptor.

Radiação de nêutronsé formado durante a fissão do núcleo atômico e possui alta capacidade de penetração. Os nêutrons podem ser interrompidos por uma barreira espessa de concreto, água ou parafina. Felizmente, na vida pacífica, praticamente não há radiação de nêutrons em qualquer lugar, exceto nas imediações dos reatores nucleares.

Em relação aos raios X e à radiação gama, as definições frequentemente utilizadas são: "duro" E "macio". Esta é uma característica relativa de sua energia e do poder penetrante da radiação associado (“duro” - maior energia e capacidade de penetração, “suave” - menos).

Radiação ionizante e sua capacidade de penetração

Radioatividade

O número de nêutrons em um núcleo determina se um determinado núcleo é radioativo. Para que o núcleo esteja em estado estável, o número de nêutrons, via de regra, deve ser ligeiramente superior ao número de prótons. Num núcleo estável, prótons e nêutrons estão tão fortemente unidos por forças nucleares que nem uma única partícula consegue escapar. Tal núcleo permanecerá sempre num estado equilibrado e calmo. No entanto, a situação é completamente diferente se o número de nêutrons perturbar o equilíbrio. Nesse caso, o núcleo possui excesso de energia e simplesmente não pode ser mantido intacto. Mais cedo ou mais tarde, ele liberará o excesso de energia.

Diferentes núcleos liberam sua energia de maneiras diferentes: em forma ondas eletromagnéticas ou fluxos de partículas. Essa energia é chamada de radiação.

Decaimento radioativo

O processo pelo qual átomos instáveis ​​liberam seu excesso de energia é chamado decaimento radioativo, e esses próprios átomos - radionuclídeo. Núcleos leves com um pequeno número de prótons e nêutrons tornam-se estáveis ​​após um decaimento. Quando núcleos pesados, como o urânio, decaem, o núcleo resultante ainda é instável e, por sua vez, decai ainda mais, formando um novo núcleo, etc. A cadeia de transformações nucleares termina com a formação de um núcleo estável. Tais cadeias podem formar famílias radioativas. As famílias radioativas do urânio e do tório são conhecidas na natureza.

Uma ideia da intensidade da decadência é dada pelo conceito meia-vida- o período durante o qual metade dos núcleos instáveis ​​de uma substância radioativa decairá. A meia-vida de cada radionuclídeo é única e inalterada. Um radionuclídeo, por exemplo, o criptônio-94, nasce em um reator nuclear e decai muito rapidamente. Sua meia-vida é inferior a um segundo. Outro, por exemplo, o potássio-40, foi formado no nascimento do Universo e ainda está preservado no planeta. Sua meia-vida é medida em bilhões de anos.

Fontes de radiação.

Na vida cotidiana, uma pessoa está exposta a diversas fontes de radiação ionizante, tanto naturais quanto artificiais (artificiais). Todas as fontes podem ser divididas em quatro grupos:

• radiação de fundo natural;
• antecedentes tecnogênicos de radionuclídeos naturais;
• exposição médica devido a diagnósticos de raios X e radioisótopos;
• consequências globais de explosões de testes nucleares

A estas fontes deve-se acrescentar a exposição causada pela operação de energia nuclear e empreendimentos industriais e a contaminação radioativa do meio ambiente em decorrência de acidentes e incidentes de radiação, embora essas fontes sejam de natureza local limitada.

A radiação de fundo natural é formada pela radiação cósmica e pelos radionuclídeos naturais encontrados nas rochas, no solo, nos alimentos e no corpo humano.

A exposição provocada pelo homem geralmente se refere à exposição causada por radionuclídeos naturais concentrados em produtos atividade humana, por exemplo, materiais de construção, fertilizantes minerais, emissões de usinas termelétricas, etc., ou seja, fundo natural tecnogenicamente alterado.

As fontes médicas de radiação ionizante são um dos fatores mais significativos na exposição humana. Isso se deve, em primeiro lugar, ao fato de os procedimentos radiográficos diagnósticos e preventivos serem generalizados. Além disso, os níveis de radiação dependem do desenho dos procedimentos e da qualidade do equipamento. As demais fontes de radiação artificial - usinas termelétricas, usinas nucleares, fertilizantes minerais, bens de consumo, etc. no total formam uma dose de radiação populacional de vários μSv por ano (ver Apêndice No. 6).

Literatura:

1. Landau-Tylkina S.P. Radiação e vida. M. Atomizdat, 1974

2. Tutoshina L.M. Petrova ID. Radiação e homem. M. Conhecimento, 1987

3. Belousova I.M. Radioatividade natural.M. Medgiz, 1960

4. Petrov N.N. "Homem em situações de emergência." Livro didático - Chelyabinsk: South Ural Book Publishing House, 1995.

Radiação luminosa.É responsável por 30~35% da energia de uma explosão nuclear. A radiação luminosa de uma explosão nuclear refere-se à radiação eletromagnética no espectro ultravioleta, visível e infravermelho. A fonte de radiação luminosa é a área luminosa da explosão. A duração da radiação luminosa e o tamanho da área luminosa dependem da potência da explosão. À medida que aumenta, eles aumentam. A duração do brilho pode ser usada para determinar aproximadamente a potência de uma explosão nuclear.

Da fórmula:

Onde X- duração(ões) do brilho; d - a potência de uma explosão nuclear (kt), verifica-se que a duração da ação da radiação luminosa durante uma explosão terrestre e aérea com potência de 1 kt é de 1 s; 10 kt - 2,2 s, 100 kt - 4,6 s, 1 mgt - 10 s.

O fator prejudicial da exposição à radiação luminosa é pulso de luz - a quantidade de energia luminosa direta incidente em 1 m 2 de superfície, perpendicular à direção de propagação da radiação luminosa durante todo o tempo de brilho. A magnitude do pulso de luz depende do tipo de explosão e do estado da atmosfera. É medido no sistema Si em joules (J/m 2) e calorias por cm 2 no sistema não sistêmico de unidades. 1 Cal/cm2 = 5 J/m2.

A exposição à radiação luminosa causa queimaduras de vários graus em humanos:

• 2,5 Cal/cm 2 - vermelhidão, dor na pele;
• 5 - aparecem bolhas na pele;
• 10-15 - aparecimento de úlceras, necrose cutânea;
• 15 e acima - necrose das camadas profundas da pele.

A perda da capacidade de trabalhar ocorre quando você recebe queimaduras de segundo e terceiro graus em áreas abertas do corpo (rosto, pescoço, braços). A exposição direta à luz nos olhos pode causar queimaduras no fundo.

A cegueira temporária ocorre quando há uma mudança repentina no brilho do campo visual (crepúsculo, noite). À noite, a cegueira pode ser generalizada e durar minutos.

Quando expostos a materiais, um pulso de 6 a 16 Cal/cm 2 faz com que eles entrem em ignição e provoquem incêndios. Com neblina leve, o valor do pulso diminui em 10 vezes, com neblina espessa - em 20.

Leva a numerosos incêndios e explosões como resultado de danos às comunicações de gás e às redes elétricas.

Os efeitos nocivos da radiação luminosa são reduzidos com notificação atempada, utilização de estruturas de proteção e equipamentos de proteção individual (roupas, óculos de sol).

A radiação penetrante (4-5% da energia de uma explosão nuclear) é um fluxo de quanta y e nêutrons emitido dentro de 10-15 s da área luminosa da explosão como resultado de uma reação nuclear e decaimento radioativo de seus produtos. A participação dos nêutrons na energia da radiação penetrante é de 20%. Em explosões de baixa e ultrabaixa potência, a proporção de radiação penetrante aumenta significativamente.

O raio de dano por radiação penetrante é insignificante (metade da redução da dose ocorre ao viajar 4-5 km no ar).

O fluxo de nêutrons causa radioatividade induzida no meio ambiente devido à transição de átomos de elementos estáveis ​​​​em seus isótopos radioativos, principalmente de vida curta. A exposição à radiação penetrante em humanos causa enjôo causado pela radiação.

Contaminação radioativa (poluição) do meio ambiente (ER). É responsável por 10-15% da energia total de uma explosão nuclear. Ocorre como resultado da precipitação de substâncias radioativas (RS) da nuvem de uma explosão nuclear. A massa fundida do solo contém produtos de decomposição radioativa. Durante uma explosão baixa no ar, no solo e especialmente no subsolo, o solo da cratera formada pela explosão, sendo atraído para a bola de fogo, derrete e se mistura com substâncias radioativas, e então lentamente se deposita no solo tanto na área da explosão e além na direção do vento. Dependendo da potência da explosão, 60-80% (RV) cai localmente. 20-40% sobe para a atmosfera e gradualmente se deposita no solo, formando áreas globais de áreas contaminadas.

Durante as explosões aéreas, as substâncias radioativas não se misturam com o solo, mas sobem para a atmosfera, espalhando-se por ela e caindo lentamente na forma de um aerossol dispersivo.

Ao contrário de um acidente em uma usina nuclear, onde o traço de uma liberação emergencial de substâncias radioativas tem formato de mosaico devido às frequentes mudanças na direção do vento na camada terrestre, durante uma explosão nuclear forma-se um traço elíptico, pois durante o local precipitação de substâncias radioativas a direção do vento praticamente não muda.

As fontes de REE na área são os produtos de fissão do material de uma explosão nuclear, bem como partículas do material que não reagiram. (II 235, P1; 239). Uma pequena proporção da massa total de substâncias radioativas consiste em elementos radioativos - produtos de radiação induzida, formados como resultado da exposição à radiação de nêutrons.

Uma característica da zona radioativa é a diminuição constante do nível de radiação devido ao decaimento dos radionuclídeos. Num tempo divisível por 7, o nível de radiação diminui 10 vezes. Portanto, se 1 hora após a explosão o nível de radiação for considerado o inicial, depois de 7 horas ele diminuirá 10 vezes, após 49 horas 100 vezes e após 14 dias 1000 vezes em relação ao inicial.

Durante um acidente em uma usina nuclear, a diminuição dos níveis de radiação ocorre mais lentamente. Isto é explicado por uma composição isotópica diferente da nuvem radioativa. A maioria dos isótopos de vida curta decaem durante a operação do reator, e seu número durante uma liberação de emergência é significativamente menor do que durante uma explosão nuclear. Como resultado, o declínio nos níveis de radiação durante um acidente durante um período de sete vezes é reduzido apenas pela metade.

Pulso eletromagnético (EMP). Durante explosões nucleares na atmosfera, como resultado da interação da radiação y e dos nêutrons com os átomos do ambiente, surgem poderosos campos eletromagnéticos de curto prazo com comprimento de onda de 1 a 1000 m ou mais. (Corresponde à faixa de ondas de rádio.) O efeito prejudicial do EMR é causado pelo surgimento de poderosos campos elétricos em fios e cabos de linhas de comunicação, em antenas de estações de rádio e outros dispositivos radioeletrônicos. O fator prejudicial do EMR é a intensidade dos campos elétrico e (em menor grau) magnético, dependendo da potência e altura da explosão, da distância do centro da explosão e das propriedades do ambiente. O EMR tem o maior efeito prejudicial durante explosões nucleares espaciais e de alta altitude, desativando equipamentos radioeletrônicos localizados até mesmo em salas enterradas.

Uma explosão nuclear na alta atmosfera pode gerar um PEM suficiente para interromper o funcionamento de equipamentos eletrônicos em todo o país. Assim, em 9 de julho de 1962, na cidade de Ohau, no Havaí, que fica a 1.300 km da Ilha Johnston, localizada no Oceano Pacífico, onde o testes nucleares, as luzes da rua se apagaram.

A ogiva de um míssil balístico moderno é capaz de penetrar até 300 m de rocha e disparar em pontos de controle especialmente fortificados.

Surgiu um novo tipo de NO - uma “bomba atômica compacta de potência ultrabaixa”. Quando explode, é gerada radiação que, como uma “bomba de nêutrons”, destrói toda a vida na área afetada. Sua base é elemento químico háfnio, cujos átomos são ativados quando irradiados. Como resultado, a energia é liberada na forma de radiação y. Em termos de brilho (capacidade destrutiva), 1 g de háfnio equivale a 50 kg de TNT. Ao usar háfnio em munição, podem ser criados projéteis em miniatura. Haverá muito pouca precipitação radioactiva da explosão de uma bomba de háfnio.

Hoje, cerca de 10 países estão praticamente muito perto de criar armas nucleares. No entanto, este tipo de arma é o mais fácil de controlar devido à sua inevitável radioatividade e à complexidade tecnológica de produção. A situação é mais complicada com armas químicas e biológicas. Recentemente, surgiram muitas empresas com diversas formas de propriedade, atuando nas áreas de química, biologia, farmacologia e indústria alimentícia. Aqui, mesmo em condições artesanais, você pode preparar agentes químicos ou preparações biológicas mortais, e pode liberar mercadorias por ordem verbal do gerente. Na cidade de Obolensk, perto de Moscou, fica o maior centro de pesquisa biológica do mundo, que contém uma coleção única de cepas das bactérias patogênicas mais perigosas. A loja faliu. Havia uma ameaça real de perder a coleção única.