Радиоактивный распад

1.

Радиоактивный распад
— Какие у вас
огромные
арбузы!
— Это не
арбузы, это
виноград.
— А какие у
вас большие
кабачки!
— Это не
кабачки, это
горох.
— А как у вас
соловей
заливается!
— Это не
соловей, а
счетчик
Гейгера.
Приказом № 515
устанавливается порядок
обращения к сотрудникам
зоны отчуждения ЧАЭС в
зависимости от
расположения места
работы. Сотрудникам,
работающим в 30-км зоне,
к фамилии добавляется
приставка «фон»
(например, Александр фон
Иванов). К сотрудникам,
работающим в пределах
10-км зоны, в обращении
употребляются слова
«Ваша светлость». К
сотрудникам, работающим
в пределах 5-км зоны, в
обращении употребляются
слова «Ваше сиятельство».
Ионизирующее излучение

2.

Хипстер греется у атомной батареи (радиоизотопный источник энергии).
Использовались ранее на космических станциях, на отдаленных маяках на Дальнем
Востоке и на Севере.

3.

Чуток 90Sr на морозе. И уже не холодно

4.

Поэтому в 2007 г. принят новый знак радиационной опасности, в котором
«трилистник» дополнен знаками «смертельно» («череп с костями»)
и «уходи!»(силуэт бегущего человека и указывающая стрелка).
Новый знак призван стать более понятным для хипстеров и прочей гуманитарной
шелупони.

5.

Радиация — невидима, неслышима, не имеет вкуса, цвета и
запаха, а посему ужасна.
У безграмотных людей вызывает психозы и паранойю
При непосредственном «употреблении» — лучевую болезнь.
Иногда смертельна.
Радиация - обобщенное понятие. Оно включает различные виды
излучений, часть которых встречается природе, другие получают
искусственным путем.
Различаем корпускулярное излучение состоящее из частиц с массой
отличной от нуля, и электромагнитное излучение.
Корпускулярное излучение может состоять как из заряженных, так и из
нейтральных частиц.

6.

Нам следует различать термины, радиация и
радиоактивность.
Радиация - ионизирующее излучение, находящиеся в
свободном пространстве, которое будет существовать, пока не
поглотится каким-либо предметом (веществом)
Радиоактивность — это способность веществ и предметов
испускать ионизирующее излучение, т.е. быть источником
радиации.
В зависимости от характера предмета и его происхождения
разделяют термины: естественная радиоактивность и
искусственная радиоактивность.

7.

Ионизи́рующее излуче́ние —
потоки фотонов, элементарных частиц или осколков
деления атомов, способные ионизировать вещество.
К ионизирующему излучению не относят
1. видимый свет и…
2. ультрафиолетовое излучение, (в отдельных
случаях могут ионизировать вещество)
3. инфракрасное излучение
4.
излучение сантиметрового и радиодиапазонов н
е является ионизирующим их энергии
недостаточно для ионизации атомов и молекул

8.

Значимы следующие виды ионизирующего излучения:
Коротковолновое электромагнитное излучение (поток
фотонов высоких энергий):
рентгеновское излучение;
гамма-излучение.
Потоки частиц:
бета-частиц (электронов и позитронов);
нейтронов;
протонов, мюонов и других элементарных частиц;
Ионов (осколков деления, возникающих
при делении ядер), в т.ч. альфа-частиц.

9.

Природные источники ионизирующего излучения:
1.
Спонтанный радиоактивный распад радионуклидов.
2.
Термоядерные реакции на Солнце.
3.
Индуцированные ядерные реакции в результате попадания в ядро
высокоэнергетичных элементарных частиц или слияния ядер.
4.
Космические лучи.
Искусственные источники ионизирующего излучения:
1.
2.
3.
4.
Искусственные радионуклиды.
Ядерные реакторы.
Ускорители элементарных частиц (генерируют потоки заряженных частиц,
тормозное фотонное излучение).
Рентгеновский аппарат разновидность ускорителей, генерирует
тормозное рентгеновское излучение.

10.

С момента открытия радиация считалась не вредной, а полезной. И чем больше — тем
полезней. Её, в виде 226Ra, добавляли в кремы, пудры, духи, продукты питания, светящиеся
краски… Это поднимало стоимость продукта. Ибо, грамм радия стоил как двести
килограмм золота.
Конкуренцию минеральной воде в Баден-Бадене составили курорты, где пациентам
предлагались радоновые ванны. Реклама указывала - чем больше дозы — тем лучше. На
радоновые ванны едут до сих пор, только поплескаться в целебной водичке сверх нормы
теперь не дадут.
Во Франции 1930-х изготовители кремов для лица, хвалились обогащением своих мазей
торием и радием. То же отмечено и для зубной пасты в Германии. Чистить зубы такой
пастой в 1920-1930-е было последним писком науки.
Выпускались содержащие радий крекеры, а добавление бромида радия к шоколаду было
запатентовано в Германии в 1936 г.
Шоколад и крекеры запивали радиоактивной минеральной водой. Вода продавалась по
высоким ценам, а в рекламах гордо именовалась как «имеющая высокое содержание
радиоактивных элементов».
Известным брэндом минералки был Radithor в 60-ти мл бутылках, содержащих по 2
микрокюри радия.
Это форма «терапии» закончилась 11 апреля 1932 г. после публикации в журнале Time,
предавшей гласности смерть людей от «отравления радием».

11.

12.

В начале 1950-х в США (после Хиросимы и Нагасаки) продавались детские
конструкторы «Сделай сам атомную электростанцию, дружок», в которые,
входили детский дозиметр, урановые руды и пузырьки с изотопами: свинец210, рутений-106, цинк-65, полоний-210.

13.

1.Физическая стадия. Перенос энергии излучения.
2.Физико-химическая стадия. Перераспределение избыточной энергии между
возбужденными молекулами.
3.Химическая стадия. Взаимодействие активных продуктов друг с другом и с
окружающими молекулами.
Под действием ионизирующего излучения происходят следующие
превращения:
Превращение молекул кислорода в молекулы озона.
Разложение воды на кислород и водород с образованием перекиси водорода.
Разложение на простые вещества газов — углекислого газа, сернистого
газа, сероводорода, хлороводорода, аммиака.
Полимеризация соединений, содержащих двойные и тройные связи.

14.

Радиолиз — разложение химических соединений под
действием ионизирующих излучений
Пример радиолиза молекулы воды под действием альфаизлучения по схеме:

15.

16.

Радиационный распад молекул :
аминокислот
белков
цепочек рибонуклеиновых кислот
+
взаимодействие продуктов радиолиза воды с крупными
органическими молекулами
=
возникновение и протекание лучевой болезни, повреждений в
генном аппарате живых организмов.

17.

18.

19.

Детерминированные эффекты — неизбежные, клинически выявляемые
вредные биологические эффекты, возникающие при облучении
большими дозами.
Возникают когда число клеток, погибших в результате облучения достигает
критического значения, при котором нарушаются функции пораженных
органов.
Детерминированные
эффекты
Ближайшие
последствия
Лучевая болезнь
Лучевые ожоги кожи
Разовая доза
0,25 Зв
Отдалённые
последствия
Радиосклеротические процессы
Радиоканцерогенез
Лучевая катаракта
Стерилизация
Есть три стадии лучевой болезни: Первая – покраснение кожи, вторая - выпадение
волос, третья - не растет трава на могиле.

20.

Стохастические (вероятностные) эффекты —вредные
биологические эффекты излучения, не имеющие дозового
порога.
Вероятность их возникновения пропорциональна дозе, а
тяжесть проявления не зависит от дозы.
С увеличением дозы повышается не
тяжесть эффектов,
но
вероятность (риск) их появления.

21.

Мужик в Приморье вытащил из моря сеть, а
там одна рыбка и говорит: «Отпусти меня,
старче». Понял он, что о Фукусиме чего-то
недоговаривают
Какой эффект описан в анекдоте?

22.

Планетарная модель атома
в центре комок из шариков — это ядро;
на одних шариках написано «+» — это протоны;
на других шариках ничего не написано — это нейтроны;
вокруг ядра шарики поменьше;
на этих шариках написано «−» — это электроны.
Летающие вокруг ядра электроны легче протонов в почти 2000 раз, поэтому на массе
атома не сказываются практически никак.

23.

Количество протонов у нормального атома равно количеству
электронов.
Если это не так, то атом не нормальный, а ион.
Химические свойства атома и клетка в таблице Менделеева
определяются зарядом ядра, то есть количеством протонов «+».
Массовое число, ядра определяется суммарным количеством
нейтронов и протонов.
Оно может отличаться для одного и того же химического элемента
из-за разного количества нейтронов — тогда говорят об изотопах.
Поэтому обозначая их, указывают элемент и массовое число ядра:
4He
Цезий-137

24.

25.

26.

27. ПОНЯТИЕ “НУКЛИД”

НУКЛИД (ИЗОТОП) – АТОМ ЛЮБОГО
ЭЛЕМЕНТА, В ЯДРЕ КОТОРОГО
СТРОГО ПОСТОЯННОЕ ЧИСЛО
ПРОТОНОВ (Z), НО НЕСКОЛЬКО
МЕНЯЮЩЕЕСЯ ЧИСЛО
НЕЙТРОНОВ (N)

28. СТРОЕНИЕ ЯДЕР НУКЛИДОВ

Атомное ядро - положительно заряженная
центральная часть атома, имеющая объем,
в котором сосредоточена основная его масса
Протон (oр1)
Нейтрон (on1)
Ядро нуклида любого химического элемента состоит из протонов и нейтронов

29. ХАРАКТЕРИСТИКА НУКЛИДА

A N+Z
A – массовое число, а.е.
N – число нейтронов
Z – число протонов
A, U238,235,236…
U
Z
92

30. ПРЕВРАЩЕНИЯ НУКЛИДОВ

1. Ядерные реакции
Искусственная радиоактивность — самопроизвольный
распад атомных ядер, полученных искусственным путем
через соответствующие ядерные реакции
2. Радиоактивный распад
Естественная радиоактивность — самопроизвольный распад
атомных ядер, встречающихся в природе.

31. ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ

Превращения ядер при взаимодействии
с различными частицами, в том числе
и с гамма квантами
6 + d2 He4 + He4
Li
+3
+1
+2
+2
(литий) +3Li6
(гелий) +2He4
2
+1d (дейтон)
4
+2He
(гелий)

32.

Радиоакти́вный распа́д (от лат. radius «луч» и āctīvus «действенный») —
спонтанное изменение состава (заряда Z, массового числа A) или внутреннего
строения нестабильных атомных ядер путём испускания элементарных частиц,
гамма-квантов и/или ядерных фрагментов.
Процесс радиоактивного распада называют радиоакти́вностью, а
соответствующие ядра (нуклиды, изотопы и химические элементы)
радиоактивными.
Радиоактивными называют также вещества, содержащие радиоактивные ядра.
Радиоактивны все химические элементы с порядковым номером, большим
82 (начиная с висмута), и некоторые более лёгкие элементы
(прометий и технеций не имеют стабильных изотопов, а у некоторых
элементов, например индия, калия, рубидия или кальция, одни природные
изотопы стабильны, другие же радиоактивны).

33. РАСПАД РАДИОАКТИВНЫХ НУКЛИДОВ

Процесс самопроизвольного превращения
неустойчивых нуклидов одного химического
элемента в другой
Семейство урана-238
U238
Th234
…
Ra226
Rn222
… Pb
206

34.

Корпускулярное излучение
Альфа-излучение - представляет собой ядра гелия, которые испускаются при
радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образуются в ядерных реакциях.
Бета-излучение - это электроны или позитроны, которые образуются при бета-распаде
различных элементов от самых легких (нейтрон) до самых тяжелых.
Космическое излучение. Приходит на Землю из космоса. В его состав входят
преимущественно протоны и ядра гелия. Более тяжелые элементы составляют менее 1%.
Проникая вглубь атмосферы, космическое излучение взаимодействует с ядрами,
входящими состав атмосферы, и образует потоки вторичных частиц (мезоны, гаммакванты, нейтроны и др.).
Нейтроны. Образуются в ядерных реакциях (в ядерных реакторах и в других
промышленных и исследовательских установках, а также при ядерных взрывах).
Продукты деления. Содержатся в радиоактивных отходах переработанного топлива
ядерных реакторов.
Протоны, ионы. В основном получаются на ускорителях.

35.

Электромагнитное излучение
имеет широкий спектр энергий
Характеристики электромагнитных излучений.
Энергия,
эВ
Длина
волны, м
Частота,
Гц
Источник излучения
109
10-16
1024
Тормозное излучение
105
10-12
1020
Гамма излучение ядер
103
10-10
1018
Рентгеновское излучение
101
10-8
1016
Ультрафиолетовое излучение
10-1
10-6
1014
Видимый свет
10-3
10-4
1012
Инфракрасное излучение
10-5
10-2
1010
Микроволновое излучение
10-7
100
108
СВЧ
10-9
102
106
Радиоволны ВЧ
10-11
104
104
Радиоволны НЧ

36.

Один электронвольт равен энергии, необходимой для переноса элементарного
заряда в электростатическом поле между точками с разницей потенциалов в 1 В.
Так как элементарный заряд частиц, составляет −1,602 176 6208(98)·10−19 Кл, то:
1 эВ = 1,602 176 6208(98)·10−19 Дж.

37.

Нейтроны — нейтральны, их количество не влияет на
химические свойства атома (на физические
незначительно).
Но от количества нейтронов зависит, будет ли ядро
жить долго или с ним что-нибудь случится.
Произойти может следующее:

38.

α
Отвалится кусок из двух нейтронов и двух протонов ( -частица, она же — ядро 4He) —
массовое число ядра уменьшается на 4, заряд на 2
Вследствие того, что число в атоме понижается, ядро превращается в ядро другого
элемента, отстоящего в таблице Менделеева на две позиции назад.
Альфа-частицы самые тяжелые, но именно поэтому и защита от них проста
Например!!
При ядерном взрыве надо, непременно, накрыться белой простынёй и медленно
ползти на кладбище!
— Почему медленно?
— Чтобы панику не создавать!.

39.

Нейтрон, недовольный своим местом, «выплёвывает» электрон (β- частицу) и
превращается в протон — массовое число ядра не меняется, заряд увеличивается на 1;
Нейтрон, недовольный своим местом, быстро или медленно «уходит» из ядра —
массовое число ядра уменьшается на 1, заряд не меняется;
Протон, недовольный своим местом, «выплёвывает» позитрон (β+ частицу) и
превращается в нейтрон — массовое число ядра не меняется, заряд уменьшается на 1;
Ядро элемента также изменяется, но на одну позицию вперед в таблице. Бета-частицы
опасны при попадании в организм, длительный контакт кожи с бета-источником
вызывает существенные радиоционные ожоги
Бета-излучение. Представляет собой поток заряженных частиц (позитронов или
электронов).

40.

Большое ядро может развалиться на пару кусков поменьше и несколько быстрых
нейтронов;
В большое ядро может прилететь нейтрон, и оно, опять же, развалится на пару кусков
и несколько нейтронов;
При всех этих превращениях, суммарный заряд сохраняется.
Масса почти сохраняется — дефект массы, по Эйнштейну, переходит в кинетическую
энергию обломков и электромагнитное излучение (γ-кванты).
Гамма-излучение (гамма-лучи, γ-лучи) — вид электромагнитного излучения с
чрезвычайно малой длиной волны — менее 2·10−10 м — и, вследствие этого, ярко
выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами

41.

Летящие в пространстве α-частицы, β-частицы, γ-кванты и свободные нейтроны и
есть «радиация».
При альфа- и бета-распаде химические элементы превращаются в новые вещества.
При гамма-распаде изменяется только расположение протонов и нейтронов в атомном
ядре.
Некоторые изотопы могут испытывать одновременно два или более видов распада.
Висмут-212 распадается с вероятностью 64 % в таллий-208 (посредством альфараспада) и с вероятностью 36 % в полоний-212 (посредством бета-распада).
Образовавшееся в результате радиоактивного распада дочернее ядро иногда
оказывается также радиоактивным и через некоторое время тоже распадается.
Процесс радиоактивного распада будет происходить до тех пор, пока не появится
стабильное, то есть нерадиоактивное ядро.
Последовательность распадов называется цепочкой распадов, а последовательность
возникающих при этом нуклидов называется радиоактивным рядом. В частности, для
радиоактивных рядов, начинающихся с урана-238, урана-235 и тория-232, конечными
(стабильными) нуклидами являются соответственно свинец-206, свинец207 и свинец-208.

42.

Ядро неодима-144 претерпевает альфа-распад, высвобождая альфа-частицу и
превращаясь в ядро церия-140.
Бета-распад превращает литий-8 в бериллий-8 путем превращения нейтрона лития в
протон и испускания бета-частицы и нейтральной частицы, известной под названием
нейтрино.
Гамма-распада избыточная ядерная энергия натрия-24 покидает его в виде гаммаизлучения, однако сам атом в других отношениях не изменяется.

43.

Период полураспада — время, за которое распадется половина радиоактивных ядер
вещества. Является константой для каждого радиоизотопа.
Мнение, что за два периода полураспада распадутся все ядра – Ошибочно!!!
По окончанию первого периода распадется ½ ядер, по окончанию второго — ¼, по
окончанию третьего — 1/8, и так далее.
При этом будет уменьшаться и излучение от вещества.
Однако!!!! при наличии альфа- и бета- распадов ядра вещества будут образовывать ядра
других элементов, у которых активность и период полураспада могут сильно отличаться
от материнских ядер.

44.

Некоторые изотопы могут существовать практически неограниченное
время, другие рано или поздно распадутся. Имея один атом
нестабильного изотопа, мы не можем сказать, когда именно он
распадётся. Но можно утверждать, что за некоторое время t он
расколется с вероятностью 50%, и это время одинаково для всех таких
же атомов.
Время t - период полураспада, для разных изотопов разное.
Чем больше период полураспада, тем дольше изотоп «живёт», и,
соответственно, меньше «светит» в единицу времени (он «тлеет»).
Поэтому условно опаснее тот изотоп, у которого период полураспада
меньше, который как бы «горит».

45.

Продукты деления при ядерном взрыве.
Элемент
Стронций-89
Стронций-90
Цирконий-95
Рутений-103
Рутений-106
Иод-131
Цезий-136
Цезий-137
Барий-140
Церий-141
Церий-144
Водород-3
Период полураспада
50.57 сут
28.79 лет
64,032 сут
39,26 сут
373,59 сут
8.05 сут
13.2 сут
30.2 лет
12.8 сут
32.5 сут
285 сут
12.3 лет
Радионуклидный состава выброса из аварийного блока ЧАЭС.
Элемент
89Sr
90Sr
95Zr
103Ru
106Ru
131I
Период полураспада
50.57 сут
28.79 лет
64,032 сут
39,26 сут
373,59 сут
8.05 сут
137Cs
30 лет
12.8 сут
32.5 сут
285 сут
140Bа
141Се
144Cе
132Tе
99Mо
3.2 сут
2,0648 лет
66.7ч
85Kг
10,776 лет
133Xе
5.2 сут
238Pu
87.74 лет
239Pu
24100 лет
240Pu
6560 лет
241Pu
14.4 лет
242Pu
376000 лет
242Cm
162 сут
239Nр
2.35 сут
134Cs

46.

Радиация многообразна, и вред от неё
многообразен, зависит от многих
факторов

47.

Во-первых, разные частицы

48.

α-частицы имеют очень небольшой пробег, и от них можно защититься
листом бумаги
Но если α-активный изотоп попадает внутрь организма или на открытые участки
слизистой, как-то глаза или в нос, он наносит серьезную разруху, можно получить
большие проблемы от небольшой дозы!
Прямое попадание α-частицы на неповрежденный участок кожи не окажет никакого
действия — максимальный пробег частицы в биологической ткани 100 мкм, а
толщина слоя ороговевшей кожи как раз чуть больше 100 мкм.
Чем меньше моемся — тем лучше защищены?!

49.

β-частицы пошустрее, их пробег в теле человека несколько миллиметров.
Извне наносят поражения и ожоги кожи и особенно глаз.
Попадая внутрь организма разрушают ткани и органы.
Легко останавливаются тонким медным листом.
Конечно, их можно разогнать в ускорителе, равно как другие заряженные частицы — αчастицы и протоны. Тогда всё накроется медным тазом

50.

γ-кванты - задерживаются сантиметровым слоем свинца или дециметровым слоем
бетона. «Простреливают» организм насквозь, разрушая вообще всё, вне зависимости от
глубины.
Рентгеновские кванты, длина волны больше, энергия кванта меньше, соответственно,
проникающая способность меньше. По сравнению с гаммой кажутся «почти
безвредными».

51.

Всё укладывается в шкалу электромагнитного излучения:
за жёстким ультрафиолетом, который до полноценной
радиации «не дорос», идёт мягкий рентген, затем жёсткий
рентген, мягкая гамма, жёсткая гамма.
Для ядерных реакций в этой шкале характерно γизлучение, мягкое или жесткое.
Деление на гамму/рентген производится на основании
источника:
если ядерные реакции, то γ;
если электронные процессы, то рентген.
Диапазоны гаммы и рентгена в значительной мере
перекрываются.

52.

Нейтрон имеет относительно «нейтральное» название, но, несмотря на это, свидание с
ним не рекомендуется.
Не имеют заряда, поэтому имеют хорошую проникающую способность. Лучшая защита от
нейтронного излучения - водородосодержащие материалы. Обычно применяют воду,
парафин, полиэтилен.
Нейтронное излучение хорошо поглощается бором, бериллием, кадмием, графитом.
Нейтронные излучения сопровождаются гамма-излучениями, необходимо применять
многослойные экраны из различных материалов: свинец-полиэтилен, сталь — вода и т. д.

53.

Внутри организма много водорода, с ним-то нейтроны
взаимодействуют очень хорошо, вызывая большие разрушения.
Сталкиваясь с протонами (ядрами водорода), быстрые нейтроны
выбивают их со своих мест, а те, обладая электрическим зарядом,
крушат всё вокруг.
Поглощаясь ядрами, медленные нейтроны переводят стабильные
изотопы в радионуклиды, то есть вызывают наведённую радиацию.
Влепившись в атом любого элемента, нейтрон может попасть в
ядро и с большой вероятностью сделать его радиоактивным — тем
и опасен.
От облучения нейтронами собственное тело превращается в
радиоактивные изотопы!

54.

Запомните: только нейтроны вызывают наведённую
радиацию!
Существенные потоки нейтронов идут только от топки
ядерного реактора, центра ядерного взрыва, некоторых
трансурановых изотопов (калифорний-252) и
специализированных нейтронных источников.

55.

56.

Во-вторых, разные ткани (органы) человека

57.

Ткани и органы человека по-разному переносят радиацию.
Есть простое правило:
чем быстрее идёт деление клеток, тем чувствительнее ткань к
радиации.
В процессе деления клетки нормальная двуспиральная ДНК
разделяется на две моноспирали, которые клонируются и
формируют ядра будущих дочерних клеток. Эти мононити ДНК как
раз и поражаются «живительными» частицами радиации.
Дальше — ошибки при удвоении ДНК → сбой при делении →
гибель клетки.
А ткань же привыкла к тому, что клетка, отслужив своё, поделится.
То есть, клетки умирают в нормальном темпе, но не
восстанавливаются.

58.

Семенники (сперматозоидов продуцируется много)
Костный мозг (жизнь клеток крови обычно исчисляется в
днях)
Эпителий кишечника и стенок сосудов (тошнота и рвота от
радиотерапии — как раз результат язв в кишечнике)
Лёгкие
Кожа (внешняя β-радиация почти полностью «гасится» в коже,
к γ-радиации чувствительность очень мала)
По этой же причине растущий организм более чувствителен к
радиации, чем взрослый

59.

Классификация органов по радиочувствительности
•самые радиочувствительные (лимфоидные органы, красный
костный мозг, гонады, тонкий кишечник)
•средняя степень радиочувствительности (кожа, эндокринные
железы)
•радиорезистентные (печень, почки, головной мозг)

60.

В-третьих, имеет значение не только доза, но и то, как она
получена

61.

Можно набрать за год десять рентген, и не иметь проблем, а
можно получить серьезный ущерб здоровью, получив те же
десять рентген быстро и решительно.
По современным официальным представлениям, нет никакой
безвредной дозы радиации, любая вредна.
Парадокс в том, что на Земле нет места, где бы не было
радиации, но ещё больше её в космосе.
Но, любой организм умеет себя «ремонтировать», и «латать» в
том числе радиационные повреждения.
Поэтому можно считать, что естественный радиационный фон
безвреден

62.

Радиоактивный распад
Процесс самопроизвольного распада нестабильного
нуклида называется радиоактивным распадом, а сам
такой нуклид - радионуклидом.

63.

При радиоактивном распаде число нестабильных ядер уменьшается с течением времени
очень быстро – экспоненциально. Продолжительность жизни распадающегося вещества
характеризуют временем, по истечении которого количество активных атомов в веществе
в среднем уменьшается вдвое. Этот промежуток времени Т называется периодом
полураспада.
Например, в материале, испытывающем радиоактивное превращение, первоначально
было N0 ядер, то через время Т их станет 1/2 N0, через 2Т – 1/4 N0, через 3Т – уже 1/8 N0, и
так далее. Число радиоактивных ядер будет «выгорать» в геометрической прогрессии с
показателем, равным двойке.
Периоды полураспада для различных радиоактивных веществ изменяются от
миллиардов лет до миллионных долей секунды

64.

Все радионуклиды нестабильны, но одни из них
более нестабильны, чем другие.
Протактиний-234 распадается моментально, а
уран-238 - медленно.
Половина всех атомов протактиния распадается
за минуту, а половина всех атомов урана-238
превратится в торий-234 за четыре с половиной
миллиарда лет.
Время, за которое распадается половина всех
радионуклидов данного типа в любом
радиоактивном источнике, называется
периодом полураспада соответствующего
изотопа.
Число распадов в секунду в радиоактивном
образце называется его активностью.

65.

Радиоуглеродный метод датирования
Датирование археологических и геологических находок по концентрации
радиоактивных изотопов.
Используется радиоуглеродный метод датирования. Нестабильный изотоп
углерода 146C возникает в атмосфере вследствие ядерных реакций, вызываемых
космическими лучами.
Небольшой процент этого изотопа содержится в воздухе наряду с обычным
стабильным изотопом 126 C
Растения и другие организмы потребляют углерод из воздуха, и в них
накапливаются оба изотопа в той же пропорции, как и в воздухе.
После гибели растений они перестают потреблять углерод и нестабильный изотоп
в результате β-распада постепенно превращается в азот 146N с периодом
полураспада 5730 лет.
Путем измерения концентрации радиоактивного углерода
древних организмов можно определить время их гибели.
14
6
C
в останках

66.

В качестве единицы активности и Международной
системе единиц СИ выбран беккерель (Бк, Bq).
Активность в 1 Бк соответствует одному распаду в
секунду.
В практической дозиметрии чаще используется другая
единица – кюри (обозначается Ки, Ci).
Кюри в 37 миллиардов раз больше одного беккереля,
то есть соответствует 37 миллиардам радиоактивных
распадов в секунду.
Величина и ее символ
Связь между единицами
Активность (А)
1 Ки = 3.700 *1010 Бк;
1 Бк = 1 расп./с;
1 Бк = 1 расп./с = 2.703 * 10-11 Ки

67.

При каждом распаде высвобождается энергия, которая
и передается дальше в виде излучения.
Испускание ядром частицы, состоящей из двух
протонов и двух нейтронов, - это альфа-излучение
Испускание электрона это бета-излучение
Часто нестабильный нуклид оказывается настолько
возбужденным, что испускание частицы не приводит к
полному снятию возбуждения - тогда он выбрасывает
порцию чистой энергии, называемую гаммаизлучением (гамма-квантом).

68.

Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и гамма
– излучения используют во внесистемных единицах экспозиционную дозу,
определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества
(dm) при полном торможении всех заряженных частиц :
X = dQ/dm
Единица экспозиционной дозы - Рентген (Р). Рентген - это экспозиционная
доза рентгеновского и гамма – излучения создающая в 1куб.см воздуха при
температуре 0°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного
знака в одну электростатическую единицу количества электричества.
Экспозиционной дозе 1 Р соответствует 2,08·109 пар ионов.
Экспозиционная доза в 1 Кл/кг означает, что суммарный заряд всех ионов одного
знака, которые возникли под действием излучения в 1 кг воздуха, равен одному
кулону.
Физическая
величина
Экспозиционная
доза
Внесистемная
единица
Рентген (Р)
Единица СИ
Кулон/килограмм
(Кл/кг)
Переход от внесистемной
единицы к единице СИ
1Р=2,58·10−4 Кл/кг

69.

Поглощение энергии ионизирующего излучения
является первичным процессом, дающим начало
последовательности физико-химических
преобразований в облученной ткани, приводящей к
наблюдаемому радиационному эффекту.
Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый
эффект с количеством поглощенной энергии или
поглощенной дозы

70.

Под действием излучений, испускаемых
радиоактивными изотопами, в облучаемом
объекте накапливаются различные нарушения.
Изменения, происходящие в облучаемом
веществе, определяются поглощенной энергией
радиоактивного излучения.
Поглощенная энергия излучения служит самой
удобной физической величиной,
характеризующей действие радиации на
организмы.

71.

Энергию любого вида излучения, поглощенную в одном
грамме вещества, называют поглощенной дозой.

72.

Поглощённая доза — величина энергии ионизирующего излучения,
переданная веществу.
Отношение энергии излучения, поглощённой в данном объёме, к массе
вещества в этом объёме.
В качестве единицы поглощенной дозы был выбран рад (rad, «radiation
absorbed dose», – поглощенная доза излучения).
В Международной системе единиц (СИ) поглощенная доза измеряется
в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название —
грэй (Гр; Gy)
Величина и ее символ
Связь между единицами
1 рад = 100 эрг/г = 1*10-2Дж/кг =1 *10-2 Гр;
Поглощенная доза (D)
1 Гр = 1 Дж/кг;
1 Гр = 1 Дж/кг = 104 эрг/г = 100 рад.

73.

...не он
Gray это…
Louis Harold Gray
Грай (Гр, Gy) - количество энергии
ионизирующего излучения,
поглощенной единицей массы
какого-либо физического тела,
например тканями организма.
1 Гр = 1 Дж/кг
… и даже не она
Marina Ann Hantzis

74.

Поглощённая доза не отражает биологический
эффект облучения
То есть эта величина не учитывает того, что при
одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение
гораздо опаснее бета- или гамма-излучений

75.

Эквивалентная доза (HT,R) характеризует биологический
эффект облучения организма ионизирующим излучением.
Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе,
умноженной на взвешивающий коэффициент данного вида
излучения (WR), отражающий способность излучения повреждать ткани
организма
— эквивалентная доза,
— поглощённая доза.
— взвешивающий коэффициент.

76.

Взвешивающие коэффициенты излучения
Вид излучения и диапазон энергий
Взвешивающий
коэффициент
Фотоны всех энергий
1
Электроны и мюоны всех энергий
1
Нейтроны с энергией < 10 КэВ
5
Нейтроны от 10 до 100 КэВ
10
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ
20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ
10
Нейтроны > 20 МэВ
5
Протоны с энергий > 2 МэВ (кроме протонов отдачи)
5
альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра
20
Если дозу умножить на коэффициент, отражающий способность излучения
данного вида повреждать ткани организма: альфа-излучение будет в двадцать раз
опаснее рентгеновского, γ- и β- излучений

77.

В Международной системе единиц (СИ) эквивалентная доза как и
поглощённая доза измеряется в Дж/кг, то есть эквивалентная и
поглощённая дозы имеют одинаковую размерность.
Однако единица измерения эквивалентной дозы имеет специальное
название — зиверт (Зв, Sv).
Зиверт (Зв), равен одному Грэю на коэффициент качества
[1 Гр/к = 1 (Дж/кг)/к]
Внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (биологический
эквивалент рентгена), англ. rem (roentgen equivalent man).
Величина и ее символ
Связь между единицами
Эквивалентная доза (H)
1 бэр = 1 рад/к = 1*10-2Дж/кг / к = 1* 10-2 Гр/к = 1*10-2 Зв;
1 Зв = 1 Гр/к = 1 Дж/кг/к = 100 рад/к=100 бэр.

78.

Скорость накопления эквивалентной дозы называется мощностью
эквивалентной дозы и измеряется в Зв/с ; Зв/час; Зв/год
Величина, введена для оценки радиационной опасности
хронического облучения излучением произвольного состава
Среднемировая мощность эквивалентной дозы, накапливаемая
при облучении от естественных источников на душу населения,
равна 2,4 мЗв/год.
Величина и ее символ
Связь между единицами
Мощность эквивалентной дозы
(Н)
1 бэр/с = 1 *10-2 Зв/с;
1 Зв/с = 100 бэр/с

79.

Эквивалентная доза не учитывает различную биологическую
чувствительность органов и тканей к облучению.
Дополнительный учёт этого фактора приводит к понятию
эффективной дозы
Эффективная доза (эффективная эквивалентная доза) (E) — величина,
используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий
облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с
учётом их радиочувствительности.
Эффективная доза это сумма произведений эквивалентной
дозы в органах и тканях на соответствующие
взвешивающие коэффициенты.

80.

Радиочувствительность, радиопоражаемость— восприимчивость
клеток, тканей, органов или организмов к
воздействию ионизирующего излучения .
Мерой радиочувствительности служит доза излучения, вызывающая
определённый уровень гибели облучаемых объектов.
Для организмов это доза, вызывающая гибель 50 % особей за
определённый срок наблюдения (LD50)

81.

Летальная доза радиации, Гр
Организм
Собака
Человек
Крыса
Мышь
Кролик
Черепаха
Золотая рыбка
Escherichia coli
Рыжий таракан
Моллюск
Плодовая мушка
Амёба
Летальная доза
4-10
4.5-12
LD50
3.5
4.5
7.5
8.6-9
8
15
20
60
64
200
640
1000
Насекомые Бракониды
1800
Бактерии Deinococcus radiodurans
15000
Археи Thermococcus gammatolerans
30000

82.

Одни части тела (органы, ткани) более чувствительны, чем другие: например, при
одинаковой эквивалентной дозе облучения возникновение рака в легких более
вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно
из-за риска генетических повреждений.
Поэтому дозы облучения органов и тканей также следует учитывать с разными
коэффициентами .
Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав
по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую
суммарный эффект облучения для организма.
Где
wt - тканевый весовой множитель,
Ht -эквивалентная доза, поглощенная в ткани - t.
Единица эффективной эквивалентной дозы - Зиверт.

83.

Значение коэффициента радиационного риска для отдельных
органов
Органы, ткани
Значения тканевых весовых множителей
wt для различных органов и тканей
Гонады (половые железы)
Красный костный мозг
Толстый кишечник
Желудок
Лёгкие
Мочевой пузырь
Печень
Пищевод
Щитовидная железа
Кожа
Клетки костных поверхностей
Головной мозг
Остальные ткани
0,2
0,12
0,12
0,12
0,12
0,05
0,05
0,05
0,05
0,01
0,01
0,025
0,05

84.

Особенно опасно облучение для будущих матерей
в период между 8 и 15 неделями беременности —
мозг ребенка на этих стадиях особенно уязвим.
Поэтому в период беременности лучше отказаться
от флюорографии и рентгеновских исследований,
если это не представляет насущной
необходимости.

85.

3 июня 1978 г. Анатолий Петрович Бугорский, сотрудник протвинского Института
физики высоких энергий, участвовал в работах на крупнейшем ускорителе синхротроне У-70, разгоняющем протоны в полуторакилометровой кольцевой
вакуумной трубе до гигантской энергии 70 миллиардов электрон-вольт.
Пучок протонов с
энергией 70 ГэВ и с
поперечным размером 2×3
мм прошёл по траектории
затылочная область головы
Радиационная доза на входе составила 200 000 рентген, на выходе, за счёт
рассеяния на материале, 300 000 рентген

86.

Константин Павлович
Чeчеров (1947, СССР — 26 ноября 2012, ) —
советский и российский ядерный физик,
специалист в области ядерного топлива и
радиационных материалов, с.н.с.
лаборатории радиационного
материаловедения Национального
исследовательского центра «Курчатовский
институт».
Участник ликвидации катастрофы на
Чернобыльской АЭС.
Считается самым облученным человеком
мира.
На его счету официально числятся 2200
рентген или 22 тысячи миллизивертов.
Максимальная суммарная доза облучения
для чернобыльских ликвидаторов и для
ликвидаторов на "Фукусиме« - 250
миллизивертов. Как только человек эту дозу
набирал, его убирали из зоны.
Доза практически неизбежных
раковых заболеваний 150 Бэр
(биологический эквивалент
рентгена), доза гарантированной
смерти в течение нескольких
дней равна 600 Бэр,

87.

Просуммировав индивидуальные эффективные
эквивалентные дозы, полученные группой людей,
мы придем к коллективной эффективной
эквивалентной дозе, которая измеряется в
человеко-зивертах (чел-Зв).

88.

Просуммировав индивидуальные эффективные
эквивалентные дозы, полученные группой людей,
мы придем к коллективной эффективной
эквивалентной дозе, которая измеряется в
человеко-зивертах (чел-Зв).
Коллективная эффективная эквивалентная доза необходима для оценки ущерба
здоровью персонала и населения от отдалённых (стохастических) эффектов,
вызванных действием ионизирующих излучений

89.

Многие радионуклиды распадаются очень медленно
и останутся радиоактивными и в отдаленном
будущем.
Коллективную эффективную эквивалентную дозу,
которую получат многие поколения людей от какоголибо радиоактивного источника за все время его
дальнейшего существования, называют ожидаемой
(полной) коллективной эффективной эквивалентной
дозой.

90.

В РФ действуют Нормы радиационной
безопасности РБ-99/2009, СанПиН 2.6.1.2523–09
Действующие нормы на открытых территориях
регламентируют не мощность дозы
ионизирующего излучения (она измеряется в
микрозивертах в час), а то, сколько
микрозивертов человек может получить в год
свыше природного фона

91.

Вклад различных компонент естественной радиации в
радиационную нагрузку человека
Годовая средняя доза жителей Земли за счет всех
источников оценивается в 2400 мР = 2.4 мЗв

92.

Вклад различных компонентов в полную радиационную
нагрузку человека

93.

Новосибирская область входит в число регионов, где вклад
природных источников в коллективную годовую дозу
облучения населения превышает 90 %

94.

•36 мкЗв— банановый эквивалент. Добавка к дозе в год, если съедать один
банан в день.
•40 мкЗв — Новосибирск-Москва и обратно в самолете.
•0,5 мЗв — флюорография.
•1,8 мЗв — годовая норма для человека от внешнего фона. Соответствует
фону 20 мкР/час.
•5 мЗв — ограничение в год для плановых медицинских процедур.
•20 мЗв — норма в год для человека (персонал группы А, если не авария).
•0,2—0,5 Зв — разовая доза, при которой меняется состав крови, утверждают,
что обратимо.
•0,3 Зв — рентгенограмма желудка.
• 1—2 Зв — порог появления симптомов острой лучевой болезни у человека
•4—5 Зв — LD50.
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.

95.

Космонавты на МКС получают дозу в 200 раз большую, чем люди
на поверхности Земли, «накрытые» атмосферой, — ежедневно
она составляет порядка
1 миллизиверта.
Если Землю представить как космический корабль, то у него есть
два средства защиты от радиации.
Первое — атмосфера Земли, она экранирует, примерно как 10метровый слой воды.
Второе — магнитосфера.
Благодаря тому, что важный элемент противорадиационной
защиты — действие магнитного поля планеты - продолжается
далеко за пределы орбиты космической станции — люди могут
находиться на орбите до 200 дней без особого :)) риска.

96.

Московский физик Константин Чечеров официально – самый облученный человек в мире,
получил около 2200 БЭР, из которых 1500 – в Чернобыле
Студни, сколько это в
Рольфах Максимилианах ЗивертАХ???

97.

Серьезную опасность для здоровья человека
представляет
инертный,
бесцветный,
радиоактивный газ радон.
Радон является
продуктом α-распада радия и имеет период
полураспада T = 3,82 сут.
Радий в небольших количествах содержится в
почве, в камнях, в различных строительных
конструкциях. Несмотря на небольшое время
жизни, концентрация радона непрерывно
восполняется за счет новых распадов ядер
радия, поэтому радон может накапливаться в
закрытых помещениях.
Попадая в легкие, радон испускает α-частицы
и превращается в полоний. Далее следует
цепь радиоактивных превращений серии
урана.
Человек в среднем получает 55 %
ионизирующей радиации за счет радона и
только 11 % за счет медицинских процедур.
Вклад
космических
лучей
составляет
примерно 8 %.

98.

Около 70 % территории города Новосибирска расположено на
гранитах, в состав которых входят естественные
природные радиоактивные минералы с элементами урановой
группы: уран-238, радий-226, торий-232 и продукты их распада
(радон, торон, висмут, свинец). Повышенные концентрации
этих элементов в подстилающих гранитах представляют
потенциальную угрозу для здоровья населения.
В целях получения обзорной картины радиационной
обстановки на территории г. Новосибирска и его пригородов,
г. Бердска, Искитима и Оби, в 1994 г. ГП «Березовгеология»
составлена карта аэрогамма спектрометрической съемки
масштаба 1:10 000. В результате были локализованы
области повышенной гамма активности, которые послужили
обоснованием для постановки детального радиационного
обследования выявленных аномалий, подготовке и проведении
мероприятий по их дезактивации.

99.

Фиолетовым цветом на
карте обведены
радоноопасные зоны.
Красным отмечены
участки с гамма-полем
более 25 мкР/ч,
желтым — от 10 до 12,
голубым — менее 8

100.

На карте указывается плотность потока дочерних продуктов
распада радона — миллибеккерелей в секунду на 1 м2,
мБк/(с/м2).
Числовые значения плотности от 20 до 80 мБк/(с/м2)
соответствуют 2-й категории радоноопасности
Выше 80 мБк/(с/м2) — 3-й категории, для таких земельных
участков требуется радиационная защита.

101.

Среди самых опасных мест в центре,
мБк/(с/м2):
ул. Державина (320),
ул. Семьи Шамшиных (269),
ул. Гоголя-Ипподромская (267),
ул. Советская-Чаплыгина (231±69),
Нарымская (120).
В Заельцовском районе
ул. Кавалерийская (404) и Тимирязева
(163±49)
В Кировском — ул. Петухова (213,2±63,9)
В Ленинском районе — ул. РимскогоКорсакова (457) и Новогодняя-Ватутина
(293)
Самые безопасные с точки зрения радона
места мБк/(с/м2)
центр Новосибирска — ул. Фрунзе (11),
Железнодорожный — 1905 года (70).
В Ленинском районе — ул. 2-я
Станционная (12 ±3), Троллейная (40)
В Октябрьском — Военная (7±2),
Декабристов (10), Федосеева (15±5),
Выборная (20);
В Калининском — ул. Богдана
Хмельницкого (37±11) и микрорайон
«Родники» (20),
В Кировском районе — ул. НемировичаДанченко (44),
В Октябрьском — Большевистская (790) и
Зыряновская (256)
В Советском — Пирогова (56).
ВПервомайском — Радужная (203±61),
В Советском — ул. Зеленая Горка (310).
Низкая плотность потока радона в
поселке Краснообск (2) и в Кудряшах (56).

102.

Из обследованных участков застройки и зданий, 57 % объектов
признаны радоноопасными.
Допустимые значения по радону в воздухе помещений, установленные
НБР-99, (100 Бк/м3- для строящихся зданий, 200 Бк/м3- для
построенных зданий) превышены в 5 % обследованных первых этажей
зданий и 16 % подвальных помещений.
Меры по предупреждению радиационного облучения радоном
(изоляция и вентиляция подвалов, учет фактора природного
облучения при проектировании зданий).
На трех месторождениях строительных материалов (Мочищенское,
Борок, Скалинское) выявлено около одного процента
разрабатываемых площадок, где радиоактивность щебня достигает
1370 Бк/кг.
Такой щебень относится к III классу опасности его нельзя
использовать в жилищном строительстве. Может использоваться
только для дорожного строительства вне населенных пунктов. При
производстве щебня на этих карьерах проводится радиационный
контроль.

103.

Эманационной съемкой территории г. Новосибирска масштабов 1:50 000 и
1:10 000, выявлены области повышенного содержания радона (более 20
кБк/м2): в Ленинском районе - в пределах левого берега р. Обь по улице
Моторная, вдоль Толмачевского шоссе на пересечении с улицей Хилокская;
в Кировском районе - на пересечении улиц Громова и Зорге, Петухова и 18го Бронного переулка; в Октябрьском районе - в долине р. Калиновка в р-не
ТЭЦ-5; и на севере в Калининском районе - в районе хвостохранилища ОАО
«НЗХК»; в Центральном районе на пересечении улиц Фрунзе и Семьи
Шамшиных выявлена радоновая аномалия площадью около 1 км2, где идет
постоянная эксхаляция (поступление) радона, суммарная активность
которого в почвенном воздухе достигает 50 кБк/м3.
Распоряжением главы администрации области от 20.11.1996 г. № 664-р
«Об обеспечении радиационной безопасности населения при воздействии
природных радионуклидов» на территории области введено обязательное
обследование на присутствие радона всех вновь вводимых общественнозначимых помещений и отводимых под строительство земельных
участков.

104.

Радиоактивный нуклид от бога - торий (232Th альфа-радиоактивен с периодом
полураспада 14,05 млрд лет, что в три раза превышает возраст Земли и
больше возраста Вселенной(13,8 млрд лет)
232Th
менее активный, чем 238U. Но за счет большего времени
полураспада, тория в природе в разы больше. В Бразилии и на берегах
Азовского моря, есть морские пляжи из монацитового песка, который
на 5—10% состоит из тория, Загорают и сверху и снизу одновременно.
Единственный природный изотоп тория не умеет делиться, поэтому не
может быть использован в качестве ядерного горючего.
Чтобы как-то освоить имеющееся богатство, придумали хитрый
ураново-ториевый цикл, но при наличии излишков оружейного урана и
плутония, ядерные котлы топят ими, а разработки котлов на тории в
стадии проектов.

105.

Наиболее распространённый изотоп урана, 238U, излучает слабо из-за
огромного периода полураспада, около четырёх миллиардов лет.
Среди продуктов распада имеется более активный 234U, наличие
которого удваивает радиоактивность природного урана.
Особо ценный 235U вносит в фон слабый вклад из-за низкого
содержания.
Оба урана: «пятый» и «восьмой», и торий являются родоначальниками
радиоактивных рядов.
Имея относительно небольшую собственную активность, изотопы этих
элементов, распадаясь, порождают опять радиоактивные изотопы, и
так далее.
В конце концов превращаются в стабильный свинец, причём каждый
из трёх рядов «упирается» в свой изотоп свинца.

106.

Радий и радон
Наиболее стабильный изотоп радия, 226Ra, период полураспада более полутора тысячи лет.
Если бы египетские пирамиды были построены из 226Ra, то к настоящему времени от них
осталась только одна восьмая, остальное перешло бы в «живительное излучение» и газ
радон.
При сжигании угля 226Ra в атмосферу не улетает, из-за чего концентрация в золоотвалах
резко повышается. Продолжает фонить и выделять радон в шлакоблоках, так любимых
дачниками.
Радон образуется как эманация радия (226Ra → 222Rn + α) или тория (228Th → 224Ra + α
→ 220Rn + α), период полураспада около четырёх суток. Как инертный газ не связывается и
сочится из всех щелей наружу, внутренний нагрев Земли и вулканизм обеспечивается
именно распадом залежей 238U с выделением радона в верхней мантии. Неплохо
растворяется в воде, которой выносится на поверхность. Фонят многие вулканические
породы, особенно граниты. Радон накапливается в гранитных пещерах и метро. На
станциях метро , облицованных гранитом, радиационный фон превышает фоновый в 7—
10 раз, доходит до 80—120 мкР/час. Радон «разваливается» последовательно через
несколько неустойчивых изотопов, принося большую радость в виде большого
количества α и β-частиц. В процессе распада надолго «зависает» на свинце-210, потом
снова излучает, немного задерживается на полонии-210, еще чуть излучает и
успокаивается на стабильном свинце-206. Польза от радоновых ванн оспаривается, но
попадание радона внутрь однозначно не полезно: радон вторая, после курения, причина
рака лёгких.
Питьё радоновой воды?! – о пользе и вреде подумайте сами.

107.

Калий-40
Ещё один подарок от вселюбящего бога.
Весь имеющийся на Земле 40K образовался незадолго до возникновения самой
планеты (4,6 млрд лет назад) и с тех пор постепенно распадается. Период его
полураспада 1,248·109
80% собственной радиации организма и около 30% внешней радиации вызвано
40K.
Равномерно распространён в природе, не спрятаться не скрыться, калий
организму необходим. На наше счастье, 40K — мягкий бета-излучатель, энергия
вылетающих электронов невелика и вызывает легко восстановимые
повреждения
В организме за секунду происходит 4000 распадов 40K. Повышено содержание 40K
в бананах, капусте, сухофруктах, крупах, бразильских и любых других
орехах. Веганы должны призадуматься.
Благодаря огромному периоду полураспада используется геологами и биологами
для радиоизотопного датирования на больших интервалах времени (миллионы и
миллиарды лет)

108.

Углерод-14
Ночной кошмар, но, не радиофобов, а любителей альтернативной
истории.
Постоянно образуется в верхних слоях атмосферы от космического
излучения. Период полураспада в шесть тысяч лет не позволяет
накапливаться бесконечно, и существует равновесная
концентрация 14C.
Живые организмы имеют внутри такую же концентрацию 14C, но
после смерти, 14C в трупах продолжает разваливаться, а новый не
поступает, концентрация уменьшается.
На изменении концентрации основан радиоуглеродный метод
датировки.
20% собственной радиоактивности человека — от 14C, в части
внешнего фона он имеет небольшое значение.

109.

Благородные газы
Радиоактивным является
6 Не (β- , 3,5 МэВ, Т=0,8 с),
два изотопа неона 23Ne (β- , 4,4 МэВ, γ, 0,44 МэВ, Т=38 с) и 24Ne (β-, 2,0 МэВ, γ, 0,87 МэВ,
Т=3,38 мин),
четыре изотопа аргона (41Ar (β- , 1,2 МэВ, γ, 1,3 МэВ, Т=1,83 ч),
пятнадцать изотопов криптона (85Kr ((β- , 0,7 МэВ, Т=10,76 с),
девятнадцать изотопов ксенона (133Хе (β- , 0,3 МэВ, γ, 0,081 МэВ, Т=5,29 с).
Улетучиваются через любые дырки. Образуется их много, около половины
активности в реакторе обусловлена радиоактивными изотопами благородных
газов. Во время аварии в Чернобыле, выброшены были все.
Химически неактивны, никак и ничем не связываются, после выброса
расползаются по атмосфере, чем дальше — тем меньше концентрация и
активность.
Разваливаются до стабильных изотопов быстро, поэтому выбросы благородных
газов из реакторов и при ядерных испытаниях волнуют только обслуживающий
персонал и жителей в ближайшей округе, и волнение сохраняется короткое
время после выброса.

110.

Йод-131
Очень активный изотоп, период полураспада восемь с небольшим суток, образуется в
огромных количествах — 6% продуктов деления составляет 131I. Летучее и химически
активное вещество.
В Чернобыле более половины имеющегося в активной зоне 131I улетела в атмосферу.
За время своей недолгой жизни успевает «залечь» в продукты питания.
В организме человека накапливается в щитовидной железе, которую доводит до
ракообразного состояния. В медицине используется для лечения… рака щитовидной
железы. После лечения пациента держат за свинцовыми дверями, пока не перестанет
фонить.
За три месяца концентрация131I падает в несколько тысяч раз, за полгода — в миллион.
Кто не успел выпить свежего молочка с 131I в первые недели после выброса, могут
спать спокойно. Чтобы «забить» щитовидку стабильным йодом и не дать ей
накапливать 131I , в первые дни после аварии населению дают препараты йода, обычно
иодид калия, который, входит в индивидуальную аптечку у военных «Радиозащитное
средство № 2».
Дилетантов, отравившихся йодной настойкой, после Чернобыля было больше, чем
умерших от лучевой болезни. Но и заболевших раком щитовидки после Чернобыля
хватало по всей европейской части СССР — кое-где заболеваемость возросла в сто
раз.
При отсутствии специальных йодсодержащих препаратов можно вводить обычный йод
через кожу - «йодная аппликация». За ночь йод впитывается в кожу. Без фанатизма можно повредить кожу.

111.

Цезий-137
После того, как изотопы благородных газов и 131I развалятся,
медленно, но уверенно, на сцену выходит 137Cs.
Образуется 137Cs немного, но период полураспада более тридцати
лет даёт высокую активность и убивает надежду на снижение
уровня за время жизни среднестатистического Ноmо.
Территории, заражённые
137Cs,
выводятся из оборота на века.
137Cs,
как активный элемент, бодро и весело включается в
биологический обмен. Накапливается в грибочках и ягодках.
При прекращении поступления извне, быстро, относительно
времени жизни пострадавшего, выводится из организма.

112.

Стронций-90
Образуется его раз в десять меньше, чем 137Cs, но штука ещё более
неприятная. Имея период полураcпада несколько десятилетий, обладает
свойством замещать собой кальций и накапливаться в костях.
Из костной ткани не выводится и облучает костный мозг, увеличивая
вероятность лейкемии.
Не излучающая четвёрка 84Sr 86Sr 87Sr 88Sr применяется для лечения
остеопороза, если кальций в костях откладывать не хочет.
Стронций образует более сильные химические связи на месте кальция.
Не следует считать, что «нет радиации — значит, полезен»: даже стабильный
стронций может не только вылечить остеопороз, но и вызвать рахит,
деформации суставов и проч.
Способов заменить 137Cs в костях на стабильный медицина пока не знает, а на
кальций — даже не надеется узнать.

113.

60Co
излучает
гамма-кванты
высоких
энергий,
Кобальт-60
- «Машина
Судного дня» Doomsday
device,
DDD
59
Его получают, помещая стабильный Co в
плотный поток нейтронов.
Активность 1гр 60Co 41,8 ТБк (1130 Ки). Для заражение всей поверхности Земли на
уровне один гр/ км2, требуется 510 т. 60Co. В таком случае, смертельную дозу можно
набрать меньше, чем за год.
Один, «гуманист и просто хороший
человек»,
в 1960 г. предложил ядерный заряд
обкладывать стабильным 59Co, который в
ядерном взрыве преобразуется в 60Co.
Высокий уровень гамма-излучения не
оставляет шансов ни тараканам, ни крысам. Не
только в окрестности ядерного взрыва, но и

114.

При использовании других элементов можно
получить заражение изотопами с большим
периодом полураспада, но их активность
будет недостаточной.
Существуют более короткоживущие изотопы,
чем 60Co ( Т=5,2 года), например золото-198, цинк65, натрий-24, но из-за быстрого распада часть
популяции может выжить в бункерах.
Взрывное устройство, способное
наработать 60Co в количестве, достаточном
для уничтожения всего человечества, — не
предполагает средств доставки.
Можно использовать на своей территории
уничтожив своё население и остальное
человечество.
Радиологическое оружие — разновидность оружия массового
поражения - поражающего фактор ионизирующее
излучение радиоактивных материалов.

115.

Металл, не имеющий стабильных изотопов.
Технеций-99
В природе существует только в звездах, и в
небольших количествах.
Технециевые звёзды обнаружены Мериллом в 1952 году
Извлекают из отработанного ядерного
топлива.
Распадается медленно (211 тысяч лет),
испускает сравнительно безобидный
электрон и в результате превращается в
стабильный не «фонящий» рутений.
Не токсичен. Хорошо выводится из организма.
Имеет изомер 99Tcm, который полураспадается
за 6 часов в обычный технеций-99 с
испусканием гамма-кванта.
Уникальное сочетания свойств позволяет
широко использовать технеций в медицине,
например, диагностика опухолей головного

116.

Плутоний-239
Второе по важности ядерное топливо после урана. В плутоний перерабатывают 238U — самый
распространенный изотоп урана, который делиться умеет, но очень не любит.
Технологически процесс прост: 238U облучают нейтронами в — «бридере», - реактор на быстрых
нейтронах, и получают уран-239, нестойкий бета-активный изотоп. Распадается изотоп два раза:
сначала в нептуний-239, а нептуний — в 239Pu.
В результате из слаборадиоактивного, неделящегося, дешевого 238U получаем металл, обладающий
всеми свойствами драгоценного урана-235. Период полураспада у него большой (20 000 лет), В
природе Pu не встречается, ибо не образуется в естественных цепочках радиоактивного распада. Pu
сильно радиоактивен, сильнее, чем уран-235, и является химической отравой.
В мирное время: при авариях не распавшийся Pu принадлежит к числу наиболее значимых
компонентов радиоактивного загрязнения.
Неделящиеся изотопы, например, 236Pu и 238Pu, применяют в радиоизотопных батарейках.
240Pu,
проблема ядерщиков, поскольку не только умеет, но и любит делиться, причём в разы
активнее 239Pu, заставляя Бомбу взрываться не тогда, когда надо, а ВНЕЗАПНО. Поэтому не
получается делать из плутония простые и дешёвые заряды — скорость реакции такая, что заряд
разрывает в дребезги задолго до того, как там успеет прореагировать хоть какое-то количество
материала. Борьба с загрязнением 240Pu забота радиохимиков уже более полусотни лет — 240Pu
из 239Pu очень похожи друг на друга и плохо разделяются.
Вырабатывается 240Pu из 239Pu облучением в реакторе, потому в реакторах, где ТВЭЛ-ы сидят долго
его много.

117.

«Заповедные» места России…
…там чудеса

118.

…кот занимается наукой,
а также освоил вокал и разговорный жанр

119.

Дошло до того, что русалки повылазили
из воды и развеселись на дубах
Классик какБЭ намекает скока Кюри в
водоисточнике

120.

В СССР произошли три ядерные катастрофы:
в 1957 году взорвалась емкость для хранения радиоактивных
отходов в городе Челябинск-40 (сейчас – Озерск)
В 1985 году – атомный реактор подводной лодки в бухте Чажма
(недалеко от Владивостока).
26 апреля 1986 года – катастрофа на Чернобыльской атомной
электростанции.
По международной шкале ядерных событий, принятой в 1988 году,
авария на Чернобыльской АЭС – одна из двух, оцененная по
максимальному, седьмому, уровню опасности.
Сопоставима с ней по масштабам только катастрофа на японской
АЭС "Фукусима-1" в 2011 году

121.

Восточно-Уральский радиоактивный след
(ВУРС)
Посылает «Маяк» не спасенья лучи:
Стронций, цезий, плутоний — его палачи
Первая крупная ядерная катастрофа на территории СССР
произошла задолго до Чернобыля — в 1957 году, в Челябинской
области РСФСР на заводе "Маяк". Выброс радиоактивных
веществ, произошедший во время этой катастрофы, оценивают
в 20 миллионов кюри. Для сравнения — выброс Чернобыля
составляет около 360 миллионов кюри.

122.

«Банки» вечного хранения на «Маяке» - стальные ёмкости объёмом
250 м3
Комплекс «С» — 60 банок в каньоне, заглублённых в скальный грунт
и заполненных охлаждающей водой. Стенки каньона — 60 см
бетона, перекрытие — 160 тонн.
Внутри каждой банки была проложена спиральная трубка, по
которой циркулировала вода. Однажды (конец 1956) трубка
прохудилась, и радиация поступила в охлаждающую среду каньона.
Так как система охлаждения этой банки была отключена,
произошла усушка раствора и последовал взрыв в 70-100 тонн
тротила.
Часть комплекса разрушилась, радиация выплеснулась на
промплощадку и в атмосферу, вспыхнул пожар.
Сразу после «бума» образовались кратер с фоном в 1000
рентген/час на кромке

123.

Цезиевые пальчики Карачая

124.

125.

Радиоактивное загрязнение в результате взрыва 29 сентября 1957 г.
(плотность загрязнения приведена для стронция-90, Ки/км2)

126.

Ось радиоактивных осадков пересекла полуостров Дунай в северо-западном
направлении и вышла к морю на побережье Уссурийского залива.
Протяжённость шлейфа на полуострове составила 5,5 км (выпадение
аэрозольных частиц до 30 км от места выброса).
В результате аварии сформировался очаг радиоактивного загрязнения дна
акватории бухты Чажма.
Область интенсивного радиоактивного загрязнения сосредоточена в районе
аварии и в пределах мощности экспозиционной дозы (МЭД)
> 240 мкР/ч занимает площадь 100 000 м².
В центральной части очага МЭД составляет 20—40 мР/ч (макс 117 мР/ч). Под
действием течений радиоактивное загрязнение перемещалось по
направлению к выходу из бухты Чажма.
Радиоактивность донных отложений обусловлена кобальтом-60 (вклад в
загрязнение 96—99 %, период полураспада 5,27 года) и частично цезием-137.
Корпус лодки К-431 отбуксирован на долговременное хранение в бухту
Павловского.
Вместе с ней была признана непригодной для дальнейшей эксплуатации
вследствие радиационного загрязнения стоявшая рядом К-42 «Ростовский
комсомолец» , которая отбуксирована на ту же стоянку.

127.

128.

715 (!) ядерных испытаний в мирных целях на территории СССР

129.

130.

131.

Объект «Бутан»
Первыми додумались взорвать ядерный заряд для увеличения выхода нефти
советские ученые. Произошло это в 1965 году на действующем Грачевском
нефтяном месторождении в Башкирии. Здесь были проведены три взрыва
небольшой мощности (от 2,3 до 8 кт).
Мирные взрывы засекретили.
Даже название проекта от исполнителей
скрывали — говорили «Грач-1» и «Грач-2»
Эксперимент «Бутан» дал увеличение
выхода нефти в 1,5−2 раза, что считалось
превосходным результатом.

132.

В 1980 году на этом же месторождении произведены еще два взрыва.
Ядерные заряды взрывали на шести месторождениях до 1987 года:
в 1969 году на Осинском месторождении
в 1981—1987 годах на Тяжском месторождении
в 1980 на Еси-Еговском нефтяном месторождении в Западной Сибири
в 1985 году на Среднебалыкском в Западной Сибири.
Ядерными взрывами месторождения не только стимулировались,
но и создавались. С 1976 года в Якутии на площади 400 км² проводился
эксперимент по переводу запасов нефти и газа в промышленное
состояние.
После проведения восьми ядерных взрывов образовалось
Среднеботуобинское газоконденсатное месторождение с запасами
нефти 30 млн. т и газа 16 млрд. м3.

133.

Проект «Тайга» — создания искусственного канала с помощью групповых ядерных
взрывов между реками Печора — Кама (Пермский край) для подпитки
мелеющего Каспийского моря. Для создания канала планировалось провести 250
ядерных взрывов. Экспериментальный подрыв трёх ядерных зарядов был проведён 23
марта 1971 года, но впоследствии проект был закрыт из-за попадания радиоактивных
частиц за территорию СССР

134.

В результате взрыва образовался канал длиной 700 м и шириной 380 м, глубина канала
составляла от 10 до 15 метров.
Возникло озеро, названное Ядерным (Чусовское).
Мощность эквивалентной дозы от внешнего гамма-облучения вокруг озера в настоящее
время – от нормы до 0,8 мкЗв/час (80 микрорентген в час)
На берегах озера поверхностная активность различных радионуклидов (до глубины 20 см)
составляет для 137Cs до 1000 кБк/м2, для 60Co до 300 кБк/м2, для 241Am до 900 кБк/м2

135.

136.

1 сентября 1944 года в США, штат Теннеси, в Ок-Риджской национальной лаборатории при
чистке труб в устройстве по обогащению урана произошел взрыв гексафторида урана, что
привело к образованию гидрофтористой кислоты. Пять человек пострадали от кислотных
ожогов и вдыхания смеси радиоактивных и кислотных паров. Двое погибли, а остальные
получили серьезные травмы.
В СССР первая тяжелая радиационная авария произошла 19 июня 1948 года, на
следующий день после выхода атомного реактора по наработке плутония (объект «А»
комбината «Маяк») на проектную мощность. В результате недостаточного охлаждения
урановых блоков произошло их сплавление с окружающим графитом, т.н. «козел». В
течение девяти суток «закозлившийся» канал расчищался ручной рассверловкой. В ходе
ликвидации аварии облучению подвергся весь мужской персонал реактора, а также
солдаты, привлеченные к ликвидации аварии.
3 марта 1949 года в Челябинской области в результате массового сброса комбинатом
«Маяк» в реку Теча жидких радиоактивных отходов облучению подверглись около 124 тыс
человек в 41 населенном пункте. Наибольшую дозу облучения получили 28 100 человек,
проживавших в прибрежных населенных пунктах по р. Теча (средняя индивидуальная доза
– 210 мЗв). У части из них были зарегистрированы случаи хронической лучевой болезни.
12 декабря 1952 года в Канаде произошла первая в мире серьезная авария на атомной
электростанции. Техническая ошибка персонала АЭС Чолк-Ривер (штат Онтарио) привела к
перегреву и частичному расплавлению активной зоны. Тысячи кюри продуктов деления
попали во внешнюю среду, а 3800 м3 радиоактивно загрязненной воды было сброшено на
землю неподалеку от реки Оттавы.

137.

29 ноября 1955 года «человеческий фактор» привел к аварии американский
экспериментальный реактор EBR-1 (штат Айдахо, США). В процессе эксперимента с
плутонием, в результате неверных действий оператора, реактор саморазрушился,
выгорело 40% его активной зоны.
10 октября 1957 года в Великобритании в Виндскейле авария на реакторе по наработке
плутония. Ошибки, допущенные при эксплуатации, температура топлива в реакторе
возросла, в активной зоне возник пожар, продолжавшийся 4 суток. Получили
повреждения 150 технологических каналов, что повлекло за собой выброс радионуклидов.
Сгорело 11 т урана. Радиоактивные осадки загрязнили обширные области Англии и
Ирландии; радиоактивное облако достигло Бельгии, Дании, Германии, Норвегии.
В апреле 1967 года радиационный инцидент в ПО «Маяк». Озеро Карачай, которое ПО
«Маяк» использовало для сброса жидких радиоактивных отходов, обмелело; при этом
оголилось 2-3 га прибрежной полосы и 2-3 га дна озера. В результате ветрового подъема
донных отложений с оголившихся участков дна водоема была вынесена радиоактивная
пыль около 600 Ku. Загрязнена территория в 1800 км2, на которой проживало 40 тысяч
человек.
В 1969 году авария подземного ядерного реактора в Люценсе (Швейцария). Пещеру, где
находился реактор, зараженную радиоактивными выбросами, замуровали. В том же году
произошла авария во Франции: на АЭС «Святой Лаврентий» взорвался реактор мощностью
500 мВт. Во время ночной смены оператор неправильно загрузил топливный канал. В
результате часть элементов перегрелась и расплавилась, вытекло 50 кг жидкого ядерного
топлива.

138.

29 сентября 1957 г «Кыштымская» авария. В хранилище радиоактивных отходов ПО
«Маяк» в Челябинской области взорвалась емкость, содержавшая 20 млн. кюри.
Мощность взрыва в 70-100 т в тротиловом эквиваленте. Радиоактивное облако прошло
над Челябинской, Свердловской и Тюменской областями, образовав Восточно-Уральский
радиоактивный след площадью 20 тысяч км2. В первые часы после взрыва, до эвакуации с
промплощадки комбината, подверглись разовому облучению до 100 рентген более 5 тыс.
человек. В ликвидации последствий аварии в период с 1957 по 1959 гг. участвовали от 25 30 тыс. военнослужащих. Катастрофа была засекречена.
Природа охраняется радиацией

139.

18 января 1970 г. радиационная катастрофа на заводе «Красное Сормово»
(Нижний Новгород). При строительстве атомной подводной лодки К 320
произошел неразрешенный запуск реактора, который отработал на запредельной
мощности около 15 сек.
Произошло радиоактивное загрязнение цеха, где находилось 1000 рабочих.
Радиоактивного загрязнения местности удалось избежать. Многие ушли, не
получив необходимой дезактивации и медицинской помощи. Шестерых
пострадавших доставили в больницу , трое скончались с диагнозом острая
лучевая болезнь, с остальных взяли подписку о неразглашении произошедшего
на 25 лет.
Работы по ликвидации аварии продолжались до 24 апреля 1970 г.
Семичасовой пожар 22 марта 1975 г. на реакторе АЭС «Браунс Ферри» в США
(штат Алабама) обошелся в 10 млн долларов. Рабочий с зажженной свечой
заделывал протечку воздуха в бетонной стене. Огонь сквозняком
распространился через кабельный канал. АЭС на год была выведена из строя.
Самый серьезный инцидент в атомной энергетике США - авария на АЭС ТримайлАйленд в штате Пенсильвания 28 марта 1979 г. Сбои в работе оборудования и
ошибки операторов на энергоблоке АЭС привели к расплавлению 53% активной
зоны реактора. Произошел выброс в атмосферу ксенона и йода. В реку Сукуахана
сброшено 185 м3 радиоактивной воды. Из района эвакуировано 200 тыс. человек.

140.

В ночь с 25 на 26 апреля 1986 г. на четвертом блоке Чернобыльской
АЭС произошла крупнейшая ядерная авария в мире, с частичным
разрушением активной зоны реактора и выходом осколков деления
за пределы зоны.
Авария произошла из-за попытки проделать эксперимент по снятию
дополнительной энергии во время работы основного атомного
реактора. В атмосферу выброшено 190 т радиоактивных веществ. 8
из 140 т радиоактивного топлива реактора оказались в воздухе.
Другие опасные вещества покидали реактор в результате пожара,
длившегося две недели. Люди в Чернобыле подверглись облучению
в 90 раз большему, чем при падении бомбы на Хиросиму.
Произошло радиоактивное заражение в радиусе 30 км. Загрязнена
территория площадью 160 тыс. км2. Пострадали северная часть
Украины, Беларусь и запад России. Радиационному загрязнению
подверглись 19 российских регионов с территорией 60 тыс. км2 и с
населением 2,6 миллиона человек.

141.

30 сентября 1999 года произошла крупнейшая авария в истории атомной энергетики
Японии. На заводе по изготовлению топлива для АЭС в научном городке Токаймура
(префектура Ибараки) из-за ошибки персонала началась неуправляемая цепная
реакция, которая продолжалась в течение 17 часов. Облучению подверглись 439
человек, 119 из них получили дозу, превышающую ежегодно допустимый уровень. Трое
рабочих получили критические дозы облучения. Двое из них скончались.
9 августа 2004 года произошла авария на АЭС «Михама», расположенной в 320 км от
Токио на о.Хонсю. В турбине реактора произошел мощный выброс пара температурой
200°С. Находившиеся рядом сотрудники АЭС получили серьезные ожоги. В момент
аварии в здании, где расположен реактор, находились около 200 человек. Утечки
радиоактивных материалов не произошло. Четыре человека погибли, 18 – серьезно
пострадали. Авария стала самой серьезной по числу жертв на АЭС в Японии.
11 марта 2011 года в Японии произошло мощное землетрясение. В результате на АЭС
Онагава была разрушена турбина, возник пожар, который удалось ликвидировать.
На АЭС Фукусима-1 в результате отключения системы охлаждения расплавилось
ядерное топливо в реакторе блока №1, снаружи блока была зафиксирована утечка
радиации, в 10-километровой зоне вокруг АЭС проведена эвакуация. На следующий
день, 12 марта СМИ сообщили об аварии на АЭС Фукусима-1, телекомпания NHK
продемонстрировала фото, на которых видна разрушенная стена блока.