Источники и характеристика гамма-излучения.

Вопросы к зачету по ФО ТСТК

Альфа и бета распад ядер.

Из 3000 известных в настоящее время ядер лишь 264 ядра стабильны. Остальные испытывают различные формы распада.

− альфа-распад (испускание альфа-частицы, т.е. ядра атома гелия);

− бета-распад (одновременное испускание – электрона и

антинейтрино или позитрона и нейтрино);

Явления α -распада состоит в том, что тяжелые ядра самопроизвольно испускают α -частицы (ядра атома гелия). Вылет из ядра α -частицы приводит к образованию другого химического элемента, который смещен в периодической таблице на две клетки влево. Примерами источников α -частиц могут служить альфа-распад изотопов плутония-239 и самария-147.

Спектр энергий α -частиц, образованных при распаде какого-либо определенного изотопа дискретный (состоящий из одной или нескольких линий). Наличие в спектре нескольких линий объясняется тем, что при α - распаде иногда образуются возбужденные ядра, которые переходят в

основное состояние, испуская гамма-кванты. В этом случае энергия распада делится между α -частицей и гамма-квантом.Периоды полураспада альфа- активных ядер варьируются в очень широких пределах от 1 мкс (изотоп 86Rn215) до 1, 4·1017лет (изотоп 82Pb204)

В результате взаимодействия α -частиц с веществом происходят следующие процессы:

1. ионизация атомов и молекул;

2. возбуждение атомов и молекул вещества;

3. диссоциация молекул вещества.

Альфа-частицы расходуют энергию в основном на ионизацию и возбуждение атомов среды. Потери энергии за счет торможения пренебрежимо малы из-за большой массы альфа-частиц.

Альфа-распад – процесс внутриядерный.

Ядра, подверженные альфа-распаду:

• тяжелые ядра, следующие за висмутом (А> 208);

• редкоземельных элементов (А=140-160);

• изотоп бериллия ₄Ве⁸, живущий 3∙ 10^-16 сек.

Начиная с массового числа 232 у тяжелых ядер вступает в конкуренцию новый процесс распада – спонтанное деление ядер.

Периоды полураспада альфа-активных ядер варьируются в очень широких пределах от 1 мкс (изотоп ₈₆Rn²¹⁵) до 1, 4·10¹⁷ лет (изотоп ₈₂Pb²⁰⁴).

Скорость α -частиц в воздухе составляет 12 до 20 тыс. км/сек.

Энергия альфа-частиц - 4...9 МэВ (тяжелые элементы), 2...4, 5 МэВ (редкоземельные элементы).

Таким образом, для защиты от внешних потоков альфа-частиц достаточно тонких защитных экранов (тонкой металлической фольги, листа бумаги, хирургических перчаток и т.п.). Но попадание α -активных изотопов внутрь организма через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и

поврежденную кожу чрезвычайно опасно.

Бета:. Бета-распад - самопроизвольно испускание ядром электрона е^- и легчайшей электрически нейтральной частицы антинейтрино ν ̃ или нейтрино ν :

_zХ^A → _z+1Y^A + е^-+ ν ̃

_zХ^A → _z-1Y^A + е⁺+ ν

Примеры бета-распада:

₃₈Sr⁹⁰ ® ₃₉Y⁹⁰ + e^-+ ν ̃,

₃₀Zn⁶⁵ ® ₂₉Cu⁶⁵ + e⁺+ ν

В круг β -распадных явлений входит также электронный захват (часто называемый К-захватом):

е^- + _zХ^A → _z_-1Y^A + ν

Бета-распад процесс внутринуклонный (в ядре распадается одиночный нуклон):

n → p + е^- + ν ̃

p → n + е⁺ + ν

Бета-распаду подвержены все ядра во всей области массовых чисел от единицы (свободный нейтрон) и кончая массовыми числами самых тяжелых ядер.Другим типом β -распада является процесс, в котором ядро испускает позитрон е+и другую легчайшую частицу – нейтрино ν. При этом один из протонов ядра превращается в нейтрон:

Энергия β -частиц: от 0, 02 МэВ (распад трития) до 13, 4 МэВ (распад тяжелого изотопа бора ₅В¹²).

При β -распаде распределение энергии между электроном и нейтрино носит случайный характер, поэтому энергия β -частицы может варьировать от нуля до максимально возможной энергии. Поэтому энергетический спектр β -излучения непрерывный.

Источником является ядро. Бета проникает в кожу.

Источники и характеристика гамма-излучения.

Большинство атомных ядер, возникающих при α - и β -распаде, а также при других ядерных реакциях, имеют возбужденное состояние. Переход ядра в основное состояние сопровождается испусканием электромагнитного излучения (γ -излучения) или какой-либо частицы.

Гамма-излучение имеет внутриядерное происхождение (иногда внутринуклонное).

При вылете из ядра γ -кванта не происходит изменения массы ядра А и его заряда Z:

₂₇Co⁶⁰ ® ₂₈Ni⁶⁰ + e^- + γ ₁+ γ ₂

Гамма-излучение – коротковолновое электромагнитное излучение, испускаемое атомными ядрами.

Длина волны γ -лучей менее 10^-12м, что много меньше радиуса ядра.

Волновые свойства этого излучения проявляются слабо, и на первый план выступают корпускулярные свойства γ -лучей.

Диапазон энергий гамма-квантов, испускаемых радиоизотопами, лежит в пределах от 0, 05 до 5 МэВ (в подавляющем большинстве случаев – не более 3 МэВ).

Мягкое гамма-излучение - до 1 МэВ.

Жесткое излучением - более 1 МэВ.

Спектр состоит из одной или, чаще, нескольких линий, каждая из которых соответствует энергии испускаемых гамма-квантов.

Деления атомных ядер. Цепная реакция деления ядер

Это расщепление атомного ядра на 2(реже 3 или 4) ядра (осколка) и испусканием альфа-частиц, нейтронов и гамма- квантов.

Спонтанное деление- без внешнего возбуждения. Спонтанное деление могут испытывать только ядра, содержащие большое количество протонов. Характерно для всех тяжёлых ядер.

Вынужденное деление: происходит под действием нейтронов. Может быть вызвано любыми частицами(фотонами, нейтронами, протонами).

Если энергия их должна быть достаточна для преодоления барьера деления.

Цепная реакция деления: При делении ядра урана тепловой нейтрон с энергией 0, 1 МэВ освобождает энергию 200 МэВ. Энергия выделяющаяся при делении ядер превращается в теплоту при торможении осколков деления. Процесс сопровождается появлением нейтронов, способных вызвать деление других ядер урана, что приводит к цепной реакции деления.

Имеются 3 делящихся изотопа-уран 235, плутоний 239, уран 233.

Уран 235 получают из природного урана, содержащего изотопы урана 238(99, 27%), урана 235 и урана 234.

Плутоний 239 получают в реакторах, в которых природный уран-238 при воздействии нейтронного потока превращается в ²³⁹U, ²³⁹Np и ²³⁹Pu.

Уран 233 получают в реакторах, в кот. Природный торий 232 перерабатывается в уран 233.

Источники нейтронов. Классификация нейтронов по энергии

Источники:

1.смеси радиоизотопов (изотопные источники)

2.ускорители

3.Ядерные реакторы.(деление тяжелых ядер)

Классификация нейтронов по энергии

1. " Холодные" нейтроны, E_n< 5 × 10^-3 эВ.

2. Тепловые нейтроны, E_n= 5 × 10 ^-3...5 × 10 ^-1 эВ.

3. Промежуточные нейтроны, E_n= 0, 5 эВ...200 кэВ.

4. Быстрые нейтроны, E_n= 0, 2...20 МэВ.

5. Сверхбыстрые нейтроны, E_n> 20 МэВ.

Радиоактивные семейства.

При альфа и бета радиоактивном распаде дочернее ядро также может оказаться нестабильным, поэтому возможны серии последовательных радиоактивных распадов, которые заканчиваются образованием стабильных ядер.

В природе существует несколько таких серий. Это серии урана 238 и 235 и серия тория 232.

Каждый из рядов заканчивается стабильным изотопом свинца.

Строение электронных оболочек атома. Квантовые числа. Принцип Паули.

1)Энергетические уровни (орбиты, оболочки) обознач-ся буквами K, L, M, N и соответствует номеру периода табл. Менделеева.

2) Формы орбит электоронов на 1 и том же уровне различны (кроме К), т.е уровни разбиваются на подуровни s, d, f, g, h.

3) В магнитном поле разные виды формы орбит электронов ориентируются по-разному. Эта ориентация характеризуется магнитным квантовым числом.

4) Каждый электрон имеет внутренний момент количества движения.

Принцип Пауля: каждый электрон имеет свой набор квантовых чисел.

1 квантовое число-пределяет энергию.

2-форма орбиты

3 не знаю)

Виды плазмы

В зависимости от степени ионизации плазма подразделяется на:

• слабо ионизованную (доли процентов) - верхние слои атмосферы – ионосфера

• частично ионизованную (нескольких процентов)

• полностью ионизованную (a близка к 100%) – солнце, звезды.

Плазма – четвертое состояние вещества.

Свойства

Частицы плазмы легко перемещаются под действием электрических и магнитных полей, т.к. между заряженными частицами плазмы действуют кулоновские силы, сравнительно медленные убывающие с расстоянием.

В плазме легко возбуждаются разного рода колебания и волны.

Применение

Газоразрядные лампы

Газовые лазеры – квантовые источники света.

17. Электрический ток в вакууме.

Вакуум – это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет (давление менее 10^-13мм рт. ст.).

Электрический ток в вакууме невозможен, т.к в нем нет свободных носителей заряда.

Для получения электрического тока в вакууме необходимо наличие свободных носителей заряда.

Получить их можно за счет испускания электронов телами, находящимися в вакууме.

Это явление называется – электронной эмиссии.

18. Типы электронной эмиссии.

· Термоэлектронная эмиссия - это испускание электронов нагретыми телами. В металлах концентрация свободных электронов высока, поэтому даже при средних температурах некоторые электроны преодолевают потенциальный барьер на границе металла. С повышением температуры число таких электронов увеличивается. Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака. В обычных условиях число электронов, покинувших электрод, равно числу электронов, возвратившихся на него ( т.к. электрод при потере электронов заряжается положительно). На явлении термоэлектронной эмиссии основана работа многих вакуумных электронных приборов.

· Фотоэлектронная эмиссия

Фотоэмиссия – явление при котором из находящихся в вакууме металлов и полупроводников при облучении их светом испускаются электроны. Фотоэлектронная эмиссия – частный случай фотоэффекта.

Виды фотоэффекта:

Внешний фотоэффект – фотоэмиссия.

Внутренним фотоэффектом – перераспределение электронов по энергетическим состояниям в твердых и жидких полупроводниках и диэлектриках, происходящее под действием излучений.

Вентильный фотоэффект – возникновение ЭДС при освещении двух разных полупроводников или полупроводника и металла (разновидность внутреннего фотоэффекта).

Ядерный фотоэффект – поглощения гамма-кванта (кванта электромагнитного излучения) ядром и распад составного ядра с испусканием нуклонов (чаще нейтронов).

Фотоэффект - испускание электронов веществом под действием любого электромагнитного излучения.

Теоретическое объяснение законов фотоэффекта было дано в 1905 году Эйнштейном.

Энергия падающего фотона (кванта) hν расходуется на совершение электроном работы выхода А и на сообщение фотоэлектрону кинетической энергии.

Из уравнения Эйнштейна следует, что существует минимальная энергия фотона при которой возможен фотоэффект.

· Вторичная электронная эмиссия. Вторичная электронная эмиссия – испускание электронов поверхностью металла, полупроводника или диэлектрика при бомбардировке их пучком электронов.

Вторичный электронный ток состоит из:

электронов, отраженных поверхностью (упруго и неупруго отраженных электронов), и

«истинно» вторичных электронов – электронов выбитых из металла первичным электронами.

Коэффициент вторичной электронной эмиссии δ - отношение числа вторичных электронов к числу первичных.

Коэффициент δ зависит от:

природы материала;

энергии бомбардирующих частиц

угла падения частиц.

Коэффициент δ у полупроводников и диэлектриков в несколько раз выше чем у металлов (высокая концентрация электронов в металлах мешает вторичным электронам выйти за пределы металла).

· Автоэлектронная (электростатическая) эмиссия. - эмиссия электронов с поверхности металлов под действием сильного электрического поля.

Этот тип эмиссии наблюдается в откаченной трубке в которой катод – острие, а анод – внутренняя поверхность трубки.

19. Законы внешнего фотоэффекта.

1-й закон: каждый квант поглощает только один электрон. Поэтому число вырванных фотоэлектронов пропорционально интенсивности света.

2-й закон: максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности (см. уравнение Эйнштейна).

3-й закон: с уменьшение интенсивности света кинетическая энергия фотоэлектронов уменьшается, поэтому при некоторой достаточно малой частоте кинетическая энергия фотоэлектронов станет равна нулю и фотоэффект прекратится.

«Красная граница» фотоэффекта зависит лишь от работы выхода электрона, т.е. от химической природы вещества и состояния его поверхности (Na – 500 нм, Zn – 372 нм, Ag – 260 нм, Pt – 196 нм)

20. Магнитная индукция. Закон Ампера

Магнитная индукция — это влияние магнита на объект без механического контакта (основная характеристика магнитного поля).

В любом теле существуют два вида токов:

• макроскопические (свободные электроны в металлах и др.);

• микроскопические (молекулярные токи).

Магнитное поле макротоков описывается вектором напряженности магнитного поля Н.

Свойство микроскопических токов: способны поворачиваться в магнитных полях макроскопических токов, создавая дополнительное магнитное поле.

Закон Ампера. Сила действующая на проводник с током равна:

где l – длина проводника; I – сила тока;

α – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции

Классификация ускорителей

У. з. ч. можно классифицировать по разным признакам. По типу ускоряемых частиц различают электронные ускорители, протонные ускорители и ускорители ионов.

По характеру траекторий частиц различают линейные ускорители (точнее, прямолинейные ускорители), в которых траектории частиц близки к прямой линии, и циклические ускорители, в которых траектории частиц близки к окружности (или спирали).

По характеру ускоряющего поля У. з. ч. делят на резонансные ускорители, в которых ускорение производится переменным высокочастотным (ВЧ) электромагнитным полем и для успешного ускорения частицы должны двигаться в резонанс с изменением поля, и нерезонансные ускорители, в которых направление поля за время ускорения не изменяется. Последние в свою очередь делятся на индукционные ускорители, в которых электрическое ускоряющее поле создаётся за счёт изменения магнитного поля (эдс индукции), и высоковольтные ускорители, в которых ускоряющее поле обусловлено непосредственно приложенной разностью потенциалов.

По механизму, обеспечивающему устойчивость движения частиц в перпендикулярных к орбите направлениях (фокусировку), различают ускорители с однородной фокусировкой, в которых фокусирующая сила постоянна вдоль траектории (по крайней мере, по знаку), и ускорители со знакопеременной фокусировкой, в которых фокусирующая сила меняет знак вдоль траектории, т. е. чередуются участки фокусировки и дефокусировки. В применении к некоторым типам циклических ускорителей (синхротрон и синхрофазотрон) вместо терминов " однородная" и " знакопеременная" фокусировка пользуются терминами " слабая" и " сильная" (" жёсткая" ) фокусировка.

Резонансные циклические ускорители могут быть классифицированы далее по характеру управляющего — " ведущего" — магнитного поля и ускоряющего электрического поля: ускорители с постоянным и с переменным во времени магнитным полем и соответственно ускорители с постоянной и с переменной частотой ускоряющего поля. Приведённая классификация (табл. 1) не охватывает ускорителей со встречными пучками и ускорителей, использующих коллективные методы ускорения. Первый тип является своеобразной разновидностью перечисленных в табл. 1 ускорителей: пучки частиц от ускорителей того или иного типа направляют навстречу друг другу. Второй тип отличается от всей совокупности описанных ускорителей по источнику ускоряющего поля.

Естественные источники ИИ

• космическое излучение

• земная радиация (торий-232, уран и продукты их распада (радон, радий и др.), калий-40, рубидий-87, и др.)

• внутреннее облучение от естественных источников

Искусственные источники ИИ

• ядерное оружие

• атомные реакторы

• рентгеновские установки и ускорители элементарных частиц

Космическое излучение – электромагнитное или корпускулярное излучение, имеющее внеземной источник

Интенсивность космического излучения быстро растет до высоты 20 км. Затем уменьшается. С высоты 50 км практически постоянно.

Различают первичное (галактическое и солнечное) и вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение приходит непосредственно из космоса. Это поток элементарных частиц высокой энергии:

• протоны (90%),

• альфа-частицы (7%),

• ядра тяжелых элементов c Z> 20 (~ 1%).

Причина появления первичного космического излучения – ускорение частиц происходить при их столкновении с движущимися межзвездными магнитными полями.

Заряженные частицы от Солнца способны достигать Земли через 15-20 мин после того, как вспышка на его поверхности становится видимой. Длительность вспышки может достигать нескольких часов.

Вторичное космическое излучение – результат взаимодействия первичного излучения с ядрами атомов земной атмосферы.

Во вторичном излучении встречаются практически все элементарные частицы.

В составе вторичного излучения различают мягкий и жесткий компоненты.

Мягкий компонент (сильно поглощаются свинцом) – результат взаимодействия гамма излучения с энергией более 2 МэВ с веществом (эффект образования пары электрон-позитрон).

Жесткий компонент – мюоны (масса 207 m_e, но обладают больной проникающей способностью, время жизни – 2, 2·10^-6с).

Мюоны – продукт распада ядерно-активных частиц π -мезонов (пионов)

Радиоактивность земной коры:

В настоящее время в Земной коре содержатся следующие естественные радионуклиды:

влияющих на биосферу:

⁴⁰К (1, 31·10⁹лет), ²³²Th (1, 4·10¹⁰лет), ²³⁵U (7, 13·10⁸лет), ²³⁸U ( 4, 5·10⁹лет);

не влияющие на биосферу:

• из-за большого период полураспада (> 10¹⁶ лет) - ⁴⁸Со, ⁸⁷Rb, ⁹⁶Zr, ¹³⁰Te.

• из-за очень низкого содержания – ¹³⁸La, ¹⁷⁶Lu, ¹⁸⁷Re.

В магматических породах наивысшее содержание урана в гранитах.

В осадочных породах наибольшей радиоактивностью обладают глины, сланцы и фосфатные породы, калийные соли.

В 1972 г в Западной Африке в Габоне (Окло) обнаружена радиоактивная аномалия – на которой около 2 млрд. лет назад в течение 10⁵ -10⁶ лет протекали процессы, обусловленные цепной реакцией деления ²³⁵U. (содержание урана в песчанике достигало 1 %, а во включениях до 20%)

В природном уране 2·10⁹ лет назад содержалось ~ 3, 7 % ²³⁵U.

29. Особенности воздействия ионизирующих излучений на биологические объекты. ИЗ ИНТЕРНЕТА!

Изучение действия ионизирующих излучений на биологические объекты началось практически одновременно с их открытием. Актуальность и дальнейшее продолжение изучения действия радиации на организмы обусловлены расширением контактов человека и всего живого с радиационным воздействием. Действие всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества изучает радиобиология. Фундаментальной задачей радиобиологии является выявление общих закономерностей биологической реакции организма на радиационное воздействие. Решение этой задачи позволит разработать пути и методы управления лучевыми реакциями организма, а также найти средства защиты и восстановления организма от воздействия излучений. К настоящему времени в радиобиологии имеется ряд проблем и нерешенных вопросов. Основная проблема — проблема радиочувствительности. Нет однозначного ответа, почему радиочувствительность организмов варьирует в очень широких пределах.
В стадии изучения находятся также такие вопросы, как механизм действия ионизирующих излучений, действие на организм малых доз радиации, особенности действия на организм хронического облучения инкорпорированных радионуклидов, отдаленные последствия облучения, радиационное нарушение иммунитета, радиопротекторная защита организма и др.
Ионизирующие (или ядерные) излучения возникают при распаде ядер радиоактивных элементов. Они невидимы и обнаруживаются по различным явлениям, происходящим при их действии на вещество. Опасность для биологических объектов связана с особенностями, которые присущи только ядерным излучениям. Они обладают высокой энергией, превышающей внутримолекулярную и межмолекулярную энергию связей атомов и молекул, проникают внутрь облучаемого объекта и передают ему свою энергию, вызывая при этом ионизацию и возбуждение атомов и молекул, разрывают химические связи в молекулах, т.е. вызывают радиолиз молекул. При облучении и после облучения формируются различные повреждения, которые проявляются на разных уровнях — от атомного и молекулярного до организменного.
Ионизирующие излучения обладают высокой биологической активностью. Они могут вызывать ионизацию любых химических соединений, биосубстратов, а также радиолиз молекул с образованием активных радикалов, что приводит к возникновению многочисленных и длительных реакций в живых клетках и тканях. Результатом биологического действия радиации является нарушение нормальных биохимических процессов с последующими функциональными и морфологическими изменениями в клетках и тканях.
Все радиобиологические реакции начинаются одинаково, т.е. с формирования молекулярных и клеточных повреждений в результате передачи им энергии излучения, и заканчиваются физиологическими и морфологическими изменениями в облученном организме.
В механизме биологического действия ионизирующих излучений на живые объекты выделяют ряд последовательных этапов, объединенных между собой причинно-следственными связями:
1.Физико-химический этап (ионизация и возбуждение атомов и молекул)
2.Химический этап (образование свободных радикалов)
3.Биомолекулярный этап (повреждения белков, нуклеиновых кислот и других биомолекул)
4.Ранние биологические эффекты (гибель клеток, гибель организма)
5.Отдаленные биологические эффекты (опухоли, генетические эффекты, гибель организма и т. д.)

Таким образом, начальное действие ионизирующих излучений происходит на атомном и молекулярном уровнях, затем, с течением времени, проявляется на клеточном, тканевом, органном и организменном уровнях.

30. Единицы измерения ионизирующих излучений. Пределы доз облучения. ИЗ ИНТЕРНЕТА!

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

линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества.
поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества.

В Международной системе единиц СИ единицей поглощённой дозы является грэй ( Гр, англ. gray , Gy ), численно равный поглощённой энергии в 1 Дж на 1 кг массы вещества. Иногда встречается устаревшая внесистемная единица рад (англ. rad ): доза, соответствующая поглощенной энергии 100 эрг на 1 грамм вещества. 1 рад = 0, 01 Гр.

Также широко применяется устаревающее понятие экспозиционная доза излучения — величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Для этого обычно используют внесистемную единицу экспозиционной дозы рентген ( Р, англ. roentgen , R ): доза фотонного излучения, образующего ионы с зарядом в 1 ед. заряда СГСЭ ((1/3)·10^{− 9} кулон) в 1 см³ воздуха. В системе СИ используется единица кулон на килограмм ( Кл/кг, англ. C/kg): 1 Кл/кг = 3876 Р; 1 Р = 2, 57976·10^{− 4} Кл/кг.^[9]

Активность радиоактивного источника ионизирующего излучения определяется как среднее количество распадов ядер в единицу времени. Соответствующая единица в системе СИ беккерель (Бк, англ. Becquerel, Bq) обозначает количество распадов в секунду. Применяется также внесистемная единица кюри (Ки, англ. Ci). 1 Ки = 3, 7·10¹⁰ Бк. Первоначальное определение этой единицы соответствовало активности 1 г радия-226.

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

Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело.

В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации)

Нормирование осуществляется по санитарным правилам и нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)». Устанавливаются дозовые пределы эквивалентной дозы для следующих категорий лиц:

персонал — лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);
все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.

Основные пределы доз и допустимые уровни облучения персонала группы Б равны четверти значений для персонала группы А.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь — 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

31. Основные способы регистрации ионизирующих излучений. ИЗ ИНТЕРНЕТА!

К основным и наиболее часто применяемым методам регистрации относятся следующие: ионизационные, оптические (сцинтилляционные), химические и фотографические.
Ионизационный метод основан на регистрации эффекта ионизации, т. е. на измерении величины заряда ионов, возникающих под действием ионизирующего излучения. Измерить ионизационный эффект можно при помощи электрического поля, которое препятствует рекомбинации ионов и придает им направленное движение к соответствующим электродам.
В качестве детекторов используют ионизационные камеры, пропорциональные счетчики, счетчики Гейгера—Мюллера, полупроводниковые детекторы и др. Эти детекторы, кроме полупроводниковых, представляют собой наполненные газом баллоны с двумя вмонтированными электродами. К электродам подведено напряжение постоянного тока. Детектор включается в электрическую цепь. При прохождении ионизирующей частицы через газовую среду образуются ионы, которые собираются на электродах. Положительные ионы движутся к катоду, отрицательные — к аноду. В электрической цепи образуется ионизационный ток, который регистрируется измерителем тока. По значению этого тока можно судить об интенсивности излучения или отсчитывать число зарегистрированных частиц. Протекание тока наблюдается до тех пор, пока на газ действует излучение. В противном случае ток в цепи не протекает, так как газ является изолятором.
Взаимодействуя с веществом, ядерное излучение наряду с ионизацией производит возбуждение атомов и молекул. Через некоторое время (в зависимости от вещества) возбужденные атомы и молекулы переходят в невозбужденное состояние с выделением энергии во внешнюю среду. У некоторых веществ (сернистый цинк, йодистый натрий, антрацен, стильбен, нафталин и др.) такой переход сопровождается испусканием энергии возбуждения в виде квантов видимого инфракрасного и ультрафиолетового света. Внешне это проявляется в виде вспышек света — сцинтилляций, которые можно зарегистрировать с помощью соответствующих приборов. На регистрации сцинтилляций, возникающих в определенных веществах при облучении их ионизирующими излучениями, и основаны оптические методы.
Принцип работы сцинтилляционного детектора следующий: под действием излучений происходит ионизация и возбуждение атомов. При переходе атомов из ионизированных и возбужденных состояний в основное высвечивается энергия в виде вспышки света (сцинтилляции), которая может быть зарегистрирована различными способами. Лучший из них состоит в преобразовании энергии света в электрический сигнал с помощью оптически связанного со сцинтиллятором фотоэлектронного умножителя
энергий.
Химические методы основаны на том, что часть поглощенной энергии излучения переходит в химическую, что вызывает цепь химических превращений. Определение наличия излучения, его интенсивности производится по выходу химических реакций. Например, при облучении водного раствора FeSO4 ионы двухвалентного железа Fe2+ превращаются в ионы трехвалентного железа Fe3+. Одновременно при этом изменяется электрический потенциал и окраска раствора, что можно легко определить соответствующими способами.
Фотографические методы основаны на способности излучения разлагать галогениды серебра AgCl или AgBr, входящие в состав чувствительных фотоэмульсий, до металлического серебра. В результате такого взаимодействия вдоль трека (следа прохождения) альфа- и бета-частиц выделяются зерна серебра и при проявлении фотопластинки виден след пробега ядерных частиц — почернение. По характеру трека можно определить вид, интенсивность и энергию излучения.

32. Принципы атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектроскопии. (из тетради по лекции так как в мудле еще не выложено)

АЭС: Исследуемое вещество вводится в пламя и регистрирует спектр излучения, испускаемого электронами внешних оболочек атома при их переходе с верхнего уровня на боле низкий.

ААС: Изменение величины поглощения луча света, проходящего через атомный пар исследуемой пробы.

Методы атомизации в ААС:

- нагревание

- воздействие ЭМИ или заряженных частиц.

Через атомный пар пропускается свет(источник света узкополосный и для каждого вещества индивидуален)