Природа, свойства и воздействие ионизирующих излучений на различные объекты

1.

Кафедра безопасности в ЧС
ДИСЦИПЛИНА: «Радиационная,
химическая и биологическая защита»
ТЕМА № 1: «Источники радиационной
опасности»
ЗАНЯТИЕ № 1: «Природа, свойства и
воздействие ионизирующих излучений
на различные объекты»
23

2.

РХБ защита – это комплекс организационных,
технических и специальных мероприятий ГО и
РСЧС, направленных на предупреждение или
устранение, а также снижение до приемлемого
уровня угрозы жизни и здоровью людей,
сельскохозяйственных животных, состоянию
растений и окружающей среды в случае реальной
опасности от применения ОМП или
возникновения ЧС радиационного, химического и
биологического (биолого-социального) характера.
2

3.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Ионизирующие излучения. Природа
ионизирующих излучений.
2. Воздействие ионизирующих излучений на
живые организмы и объекты.
3

4.

Вопрос № 1:
Ионизирующие излучения.
Природа ионизирующих
излучений
4

5.

В основе ионизирующих излучений лежит
явление радиоактивности.
Радиоактивность – самопроизвольное
превращение атомов одного элемента в атомы
других элементов, сопровождающееся
испусканием частиц и жёсткого
электромагнитного излучения.
Радиоактивные вещества распадаются со строго
определенной скоростью, измеряемой
периодом полураспада, т.е. временем, в
течение которого распадается половина всех
атомов.
5

6.

ВИДЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
Альфа-излучение - поток положительно заряженных частиц
(ядер атомов гелия), движущихся со скоростью около
20 000 км/с.
6

7.

Виды излучения.
Бета-излучение - поток заряженных частиц (электронов, или
позитронов). Их скорость приближается к скорости света.
7

8.

Гамма-излучение представляет собой
коротковолновое электромагнитное излучение.
По свойствам оно близко к
рентгеновскому, но обладает
значительно большей скоростью и
энергией. Оно распространяется со
скоростью света.
Ионизирующие излучения имеют
ряд общих свойств, в том числе
способность проникать через
материалы различной толщины и
ионизировать воздух, а также
живые клетки организма.
8

9.

Нейтронное излучение - это форма ионизирующего излучения,
которое представлено в виде свободных нейтронов.
Типичными явлениями, вызывающими высвобождение
свободных нейтронов, которые затем вступают в реакцию с
ядрами других атомов с образованием новых изотопов, что, в
свою очередь, может вызвать дальнейшее нейтронное
излучение, являются деление ядер или ядерный синтез.
9

10.

Ионизация
Ионизирующие излучения, проходя через различные
вещества, взаимодействуют с их атомами и молекулами.
Такое взаимодействие приводит к возбуждению атомов и
вырыванию отдельных электронов из электронных оболочек
нейтрального атома. В результате атом, лишённый одного
или нескольких электронов, превращается в положительно
заряженный ион - происходит первичная ионизация.
Выбитые при первичном взаимодействии электроны,
обладающие определенной энергией, сами
взаимодействуют со встречными атомами и также создают
1
новые ионы - происходит вторичная ионизация.
0

11.

ПРОНИКАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ИИ
1
1

12.

Взаимодействие альфа-частиц с веществом
Альфа-частицы
обладают
большой
ионизирующей
и
малой
проникающей
способностью.
В начале пробега, когда альфа-частица обладает
большей
энергией
(скоростью),
удельная
ионизация будет меньше, чем в конце пути.
Частица, имеющая меньшую скорость, более
эффективно взаимодействует с электронами
оболочки атомов среды. Наибольшая удельная
ионизация отмечается в последней трети-длины
пробега частицы.
12

13.

Пробег
альфа-частиц
радиоактивных
элементов в воздухе не превышает 11 см, в
более плотных средах он ещё меньше.
При неупругих, столкновениях электрическое
поле альфа-частицы, взаимодействуя с
внешними электронами атомов и молекул,
ускоряет
электроны,
преодолевая
их
взаимодействие с ядрами атомов, что
приводит
к
процессам
ионизации
и
возбуждения атомов и молекул, а иногда и к
диссоциации молекул. При этом альфачастицы теряют свою энергию.
13

14.

Взаимодействие
бета-частиц
с
веществом
Бета-частицы при взаимодействии с атомами среды
отклоняются
от
своего
первоначального
направления. Поэтому путь, проходимый бетачастицей в веществе, представляет собой не
прямую линию, как у альфа-частиц, а ломаную. Под
влиянием
положительного
заряда
ядра
отрицательно заряженная бета-частица резко
тормозится и теряет при этом часть своей энергии.
14

15.

Энергия,
потерянная
бета-частицей
при
торможении, излучается в виде тормозного
рентгеновского излучения. С увеличением энергии
бета-частиц и среднего атомного номера среды
тормозное рентгеновское излучение возрастает.
Наиболее высокоэнергетические бета-частицы
могут пройти слой алюминия до 5 мм.
Ионизирующая способность их меньше, чем у
альфа-частиц.
15

16.

Взаимодействие гамма-излучения с веществом
Гамма-излучение
распространяется,
как
и
рентгеновское излучение, в воздухе со скоростью
света.
Ионизирующая
способность
гаммаизлучения, значительно меньше, чем альфа- и бетачастиц. Механизм взаимодействия излучения с
веществом зависит как от свойств среды, так и от
энергии излучения. Энергия фотонов в свою
очередь определяется частотой и соответственно
длиной волны излучения.
16

17.

С увеличением энергии излучения и
уменьшением длины волны меняется и
механизм взаимодействия квантов с
атомами и молекулами среды. Обладает
большой проникающей способностью,
изменяющейся в широких пределах.
17

18.

Взаимодействие нейтронов с веществом
Нейтроны являются нейтральными частицами.
Следовательно, они движутся по прямым линиям,
отклоняясь от своего пути только при столкновении
с ядром, чтобы рассеяться в новом направлении
или поглотиться. Ни электроны, окружающие ядро
(атомное электронное облако), ни электрическое
поле, создаваемое положительно заряженным
ядром, не влияют на полёт нейтрона, т.е. нейтроны
сталкиваются с ядрами, а не с атомами.
18

19.

Очень характерной особенностью
прохождения нейтронов через объёмное
вещество является средняя длина свободного
пробега, которая представляет собой среднее
расстояние, которое нейтрон проходит между
взаимодействиями.
19

20.

Вопрос № 2:
Воздействие ионизирующих
излучений на живые организмы и
объекты
20

21.

Особенности ионизирующего излучения
при действии на живой организм
1. Высокая эффективность поглощённой энергии. Малые
количества поглощённой энергии излучения могут
вызвать глубокие биологические изменения в организме.
2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода
проявления действия ионизирующего излучения. Этот
период
часто
называют
периодом
мнимого
благополучия. Продолжительность его сокращается при
облучении в больших дозах.
3. Действие от малых доз может суммироваться или
накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.
21

22.

4. Излучение воздействует не только на данный живой
организм, но и на его потомство. Это так называемый
генетический эффект.
5. Различные органы живого организма имеют свою
чувствительность к облучению. При ежедневном
воздействии дозы 0,002-0,005 Зв уже наступают
изменения в крови.
6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на
облучение.
7. Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение
в большой дозе вызывает более глубокие последствия,
чем фракционированное.
22

23.

Клинические проявления лучевой болезни
Степень тяжести
лучевой болезни и
дозы воздействия
Лёгкая (1-2 Зв)
Средняя (2-4 Зв)
Первичная реакция
Нет или однократная,
появляющаяся спустя
более 3 ч с момента
облучения
Лёгкая
Лёгкая
Более 20 %
инъекция склер (более 1000
клеток в
1 мл)
Более 2 раз, через
0,5 -3 ч
Умеренная
Гиперемия
6-20 % (500- 2000-3000
кожи и
1000 клеток
инъекция склер в 1 мл)
То же
Выражен- Выраженная
2-5 % (100- 1000-2000
ная
инъекция склер 400 клеток в
и гиперемия
1 мл)
кожи
РезчайРезкая стойкая 0,5-1,5 %
Менее 1000
шая
гиперемия кожи (менее 100
и инъекция
клеток в
склер
1 мл)
23
Тяжёлая (4-6 Зв)
Крайне тяжёлая
(более 6 Зв)
Показатели
периферической крови
Многократная, через
10-20 мин
Более 3000

24.

Основные
особенности
биологического
действия
ионизирующих излучений:
1. Действие ионизирующих излучений на организм неощутимы
человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы
ИИ. Поэтому человек может проглотить, вдохнуть РВ без всяких
первичных ощущений. Это определяет значение технических средств
дозиметрии, предназначенных для восприятия ионизирующего
излучения.
2. Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные
для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое
время.
3. Суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека
систематически будут попадать РВ, то со временем дозы суммируются,
что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.
Именно ионизация и возбуждение атомов и молекул среды
обусловливают специфику действия ионизирующего излучения.
24

25.

Кафедра безопасности в ЧС
ДИСЦИПЛИНА: «Радиационная,
химическая и биологическая защита»
ТЕМА № 1: «Источники радиационной
опасности»
ЗАНЯТИЕ № 1: «Природа, свойства и
воздействие ионизирующих излучений
на различные объекты»