Защита от ионизирующих излучений

Данная работа содержит 18 страниц, 2 таблицы и ссылок на литературные источники.
Работа состоит из введения, основной части, заключения и списка использованных источников.
В работе приведены сведения по освещаемой теме, расчетные формулы.
Дан пример расчета.
Оригинальность - 80%.
...

ВВЕДЕНИЕ 4
РАСЧЕТЫ ПО ЗАЩИТЕ ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ 7
ПРИМЕР РАСЧЕТА ЗАЩИТЫ ОТ ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ 15
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 18

Все излучения можно разделить на две группы: ионизирующие и неионизирующие.
Ионизирующие излучения – это излучения, вызывающие в облучаемой среде ряд обратимых и необратимых изменений, инициируемые процессами ионизации и возбуждения атомов и молекул.
Таким образом, ионизирующее излучение– это излучение, энергии которого достаточно для ионизации облучаемой среды. Известно 3 вида ионизирующих излучений: 1) альфа (α)-частицы, 2) бета (β)-частицы, 3) гамма (γ)-кванты рентгеновского или гамма (γ)-излучения.

Гигиеническое нормирование ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационной безопасности НРБ-99/2009.
Цель работы: изучение методик расчета защиты от ионизирующих излучений и освоение их на примере γ-излучения.

Удаление работника из опасной зоны (защита расстоянием);3. Адаптация работника к условиям работы (обучение, тренировка, инструктаж, медосмотр, профессиональный отбор, использование средств индивидуальной защиты).Основным методом защиты от воздействия ионизирующих излучений является использования защитных материалов. Защитный материал – важный элемент системы безопасности – должен обеспечивать функционирование объекта, а также надежное захоронение образующихся радиоактивных отходов.Ввиду определенной специфичности взаимодействий излучения с конкретным видом материала, а также в связи с возможностью значительных структурных преобразований под действием излучения накладываются некоторые ограничения на использование различных типов материалов.Поэтому целесообразно сформулировать требования крадиационно-защитным материалам:1. Состав материала должен быть эффективным, определяться фактической материально-технической и ресурсной базой и обеспечивать заданные показатели качества материала;2. Распределение химических элементов по объему материала должно быть однородным;3. Эффективность радиационной защиты может быть повышена при использовании многослойных защитных материалов, в которых каждый слой предназначен для поглощения определенного вида излучения.Выбор метода и материала для защиты и, соответственно, методика расчета радиационной защиты зависят от типа излучения.Альфа-частицы, проходя через вещество (среду), взаимодействуют с электронами атомов вещества. Процесс взаимодействия альфа-частиц с ядрами маловероятен, так как масса ядра атомов вещества значительно больше массы частицы и, кроме того, ядро и альфа-частица имеют одинаковый (положительный) электрический заряд. В процессе столкновения альфа-частицы с ядром она отклоняется на незначительный угол. Значит траекторию альфа-частицы в веществе можно считать практически прямолинейной. При взаимодействии альфа-частицы с атомными электронами вещества происходит потеря этой частицей кинетической энергии. Получив кинетическую энергию, один или несколько атомных электронов уходят с орбит и атом становится ионом. Если полученной энергии недостаточно, то атомные электроны смещаются на другие орбиты и атом возбуждается.Защита от α-излучения не представляет особых трудностей. Для расчета защиты достаточно знать величину пробега частицы в среде. Пробег альфа-частицы (Rα, см) с энергией Е0 до 9 МэВ в воздухе можно определить из соотношения:Rα=1,24∙E0-2,62Для веществ, отличающихся от воздуха, пробег альфа-частицы оценивается выражением:Rα=10-4∙Am∙E03ρxгде Am – атомная масса вещества; E0 – энергия альфа-частицы, МэВ; ρx – плотность вещества, г/см3.Для защиты от альфа-частиц достаточно слоя воздуха в несколько сантиметров. Кроме того, применяют экраны из плексигласа и стекла толщиной в несколько миллиметров. Прохождение бета-частиц через вещество - более сложный процесс, так как в данном случае энергия частиц расходуется не только на ионизационные, но и радиационные потери, а также на их рассеяние. Кроме того, за счет заряда ядра вокруг него создается кулоновское поле. Кулоновские силы пропорциональны заряду ядра и под их действием заряженная бета-частица, имея малую массу, получает некоторое ускорение.Для оценки пробега бета-частицы в воздухе (Rβ, м) используют эмпирическое соотношение:Rβ≥4,1∙E0Приближенно пробег бета-частицы в любом веществе оценивается выражением:Rβ=Rβ∙(zAm)β(z∙Am)βгде z – атомный номер вещества/Для защиты от воздействия бета-частиц применяются комбинированные экраны из материалов с большой и малой атомными массами: материалы с малой атомной массой дают наименьшее тормозное излучение. При их применении образуется интенсивное излучение малоэнергетических квантов, а при применении экранов из тяжелых материалов появляются кванты больших энергий, но с меньшей интенсивностью. Обычно со стороны источника излучения располагают материал с малой атомной массой, а за ним – с большой. Возникающие в материале внутреннего экрана кванты с малой энергией поглощаются в дополнительном экране, изготовленного из материала с большой атомной массой.Гамма- и рентгеновское излучение по существу являются электромагнитными волнами. Для них не существует понятий величины пробега и потерь энергии на единицу пути. Гамма-лучи взаимодействуют и с электронами, и с ядрами атомов вещества, в результате чего интенсивность лучей снижается. Для однородного вещества ослабление лучей происходит по следующей зависимости:I=I0∙e-μdгде I – интенсивность лучей после прохождения слоя вещества толщиной d; I0 – начальная интенсивность гамма-лучей; µ – линейный коэффициент ослабления (справочная величина).Интенсивность - это произведение энергии гамма-кванта на их число, падающих ежесекундно на поглотитель. Линейный коэффициент зависит от энергии излучения и свойств материала. Для характеристики защитного материала также используют массовый коэффициент ослабления (µm):μm=μρТолщина слоя вещества, требуемая для уменьшения интенсивности энергии гамма-излучения в два раза, называется слоем половинного ослабления (∆1/2).△1/2=ln2μ=0,693μДля защиты от гамма-излучений применяют экраны из материалов с большой атомной массой и высокой плотностью (свинец, вольфрам и др.). Перед использованием того или другого материала рассчитывают толщину защитного слоя. Эффективность экранов оценивают кратностью ослабления (К). K=XXD или K=PXPXDгде Х, PХ – величина экспозиционной дозы, мощность экспозиционной дозы в данной точке при отсутствии экрана; ХD, РXD – то же, но при наличии экрана.Отдельной ситуацией, требующей рассмотрения, является ядерный взрыв, в результате которого местность и воздух на данной территории заражается α, β и γ-излучением. Первые два вида излучений опасны лишь при непосредственном попадании на кожу и от них может защитить даже обычная, но плотная одежда. Гамма-излучение (а также нейтроны) имеет высокую проникающую способность, поэтому методы расчета защитной способности специальных сооружений основаны на определении ослабления именно этих типов излучения. К защитным сооружениям относятся убежища и противорадиационные укрытия (ПРУ).Рассеивание гамма-излучения и нейтронов в атмосфере приводит к тому, что на объект, находящийся на некотором расстоянии от взрыва, действует излучение, направленное со всех сторон в пространстве над поверхностью земли и отраженное от грунта. В связи с этим на встроенные в здания убежища, находящиеся на территории застройки и экранированные соседними зданиями, всегда действует не только прямое, но и рассеянное в воздухе гамма-излучение и нейтронное излучение, что учитывается коэффициентом условий расположения убежищ.