Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 55
МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
КОМАНДНО - ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра общеобразовательных дисциплин
Контрольная работа № 1
по дисциплине: «Радиационная безопасность» Вариант 03
Номер зачетной книжки: 06/123 Выполнил: слушатель 65А взвода сержант внутренней службы Телица Александр Васильевич Минск – 2010
Вариант 03
Номера заданий: 4, 14, 24, 34, 44, 51, 52, 53.
Задание № 4
В какое ядро превратится ядро плутония 239
Pu, испустив α – частицу? Записать уравнение реакции. Решение.
Альфа-распад заключается в самопроизвольном испускании ядром α – частицы (ядра гелия 4
2
He). Схема α – распада: A
Z
X-A
-4
Z
-2
Y + 4
2
He Обозначим неизвестное ядро символом А
Z
Х. Так как при α – распаде атомный номер изменяется на 2, а массовое число на 4, то Z = 94 - 2 = 92, A = 239 – 4 = 235 Элемент с порядковым номером 92 в периодической системе – уран. Следовательно, ядро 239
Pu превратится в ядро 235
U. Уравнение реакции имеет вид: 239
Pu-235
U + 4
2
He Задание № 14
За какое время от начального количества ядер 137
Cs останется 10 %? Решение.
Согласно закону радиоактивного распада N
= N0
е
-
λ
t
илиdN =
– λ
N dt
, (14.1) где: N
0
– число ядер в начальный момент времени (t
= 0), N
– число ядер, оставшихся к моменту времени t
, dN
– число ядер, распавшихся за малый интервал времени dt
, λ
– постоянная радиоактивного распада (вероятность распада ядра в единицу времени). Число ядер, распавшихся за время t
∆
N
= N
0
– N
= N
0
(
1– e
–
λ
t
)
(14.2) Из (14.2) имеем: ∆
N
/
N
0
=
1– e
–
λ
t
(14.3) Связь между периодом полураспада Т½
и постоянной распада l
=
ln
2⁄ Т½
(14.4) Подставив (14.4) в (14.3), получим ∆
N
/
N
0
=
1– e
- (
ln
2 / Т½ )
t
=
1–
2- (
t
/ Т½ )
(14.5) Обозначим величину t
/ Т½ =
k
, С учётом этого (14.5)перепишем в виде ∆
N
/
N
0
=1–
2 –
k
, откуда k
= (
ln
1 –
ln
(∆
N
/
N
0
)) /
ln
2 Доля распавшихся атомов ∆
N
/
N
0
= 0,90 (по заданию). Произведём вычисления k
=(
ln
1 –
ln
0,90) /
ln
2 =
(0–(-
0,1054)) /
0,6931 = 0,1521 Период полураспада Т½
137
Cs принимаем равным 30 лет ([1] прил. табл. 3) Находим время t
за которое распадётся 90% начального количества 137
Cs t
= Т½
∙k
= 30
∙0, 1521 ≈ 4,6 лет. Задание № 24
Интенсивность узкого пучка γ – квантов после прохождения через слой свинца, толщиной 4 см уменьшилась в 8 раз. Определить толщину слоя половинного ослабления. Решение.
Слоем половинного ослабления называется слой вещества, толщина Х½
которого такая, что поток проходящих через него γ – квантов уменьшается в два раза. Связь между толщиной слоя половинного ослабления и линейным коэффициентом ослабления: ln 2 0,693 Х½ = --------- = ----------
(24,1) µ µ Для свинцовой плиты х = 4 см, n0
/ n = 8 (по условию) Из уравнения n = n0
e -µ
x
выразим линейный коэффициент ослабления. µсвинца
= ( ln ( n0
/ n ) ) / x = ln 8 / 4 = 0,52 Толщину половинного слоя ослабления вычислим по формуле (24,1) ln 2 0,693 Х½ = --------- = ---------- =
1,33 см µ 0,52 Задание № 34
Определить массу изотопа 131
J, имеющего активность А = 37 кБк. Период полураспада считать известным. Решение.
Активность А
радиоактивного источника – число радиоактивных распадов, происходящих в источнике за единицу времени. Если в источнике за время dt
распадётся dN
атомов, то А =
dN
/
dt
= λ
N
(34.1) где λ
– постоянная распада, N
– число атомов радиоактивного изотопа. N = mNA
/ M, (34.2) где m – масса изотопа, M-
его молекулярная масса, NA
–
число Авогадро. Подставим выражение (34.2) в выражение (34.1), получим: А = λ (mNA
/ M ) (34.3) отсюда M∙ А m = ----------
(34.4) NA
∙ λ Производим вычисления, учитывая, что ln 2 0,693 λ = ---------
= ------------- =
1,004 ∙ 10 - 6
Т½6,9 ∙ 105
Т½ = 8 суток ([1] прил. табл. 3) = 8 ∙ 24 ∙ 3600 = 6,9 ∙ 105
с 131 ∙ 103
∙ 37 ∙ 103
m = ------------------------------- =
0.805 ∙ 10 – 8
кг = 0,00805 мг 6.022 ∙ 1023
∙ 1,004 ∙ 10 - 6
Задание № 44
Оценить эквивалентную дозу, получаемую за счёт внешнего γ – облучения за месяц нахождения на территории с мощностью экспозиционной дозой 1 мР / час Решение.
Переходной коэффициент от уровня экспозиционной дозы к эквивалентной дозе за счёт внешнего γ – облучения – 0,05 мЗв/год на 1 мкР / час. Следовательно, эквивалентная доза за месяц составит 0,05 ∙ 1000 / 12 = 4,17 мЗв. Задание № 51
Какое из радиоактивных излучений (α –, β –, γ –) представляет наибольшую опасность в случае: а) внутреннего б) внешнего облучения? Ответ.
а) Наибольшую опасность в случае внутреннего облучения представляютα – активные радионуклиды. Внутреннее облучение делится, в свою очередь, на пероральное при попадании радиоактивных веществ внутрь с пищей или водой и ингаляционной при дыхании с воздухом. В этом случае α – излучение Здесь основное воздействие на человека оказывают α – радионуклиды, по своему вредному воздействию они существенно превосходят β –, и γ – излучение ядер. α – активные радионуклиды обладают высокой ионизационной способностью, поражают внутренние органы человека, ускоряя появление первичных реакций радиационного поражения (головокружение, рвота и т.п.). Для предотвращения внутреннего облучения α – активными радионуклидами используют средства индивидуальной защиты органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и кожных покровов. б) Наибольшую опасность в случае внешнего облучения представляют γ – активные радионуклиды. Это обусловлено электромагнитной природой излучения, другими словами, это электромагнитные колебания очень большой частоты, распространяющиеся в пространстве со скоростью света испускаемые при ядерных превращениях. Основными процессами взаимодействия с веществом являются фотоэффект, комптоновское рассеяние (комптон-эффект) и образование электронно-позитронных пар. Таким образом, в результате всех процессов замедления и захвата γ – квантов происходит ионизация вещества. Это крайне важный момент: если речь идет о ткани человеческого тела, то ионизация и обусловливает вредное биологическое воздействие излучения на живой организм. Различают следующие основные методы защиты от воздействия γ – излучения: - уменьшение продолжительности работы на территориях или в помещениях, где имеются источники γ – излучения; - увеличение расстояния от работающего до источника; - уменьшение до минимально возможной активности используемого радиоактивного препарата; - сооружение защитных ограждений (стенок, экранов, контейнеров и т. д.) из поглощающих материалов между источником и зоной размещения персонала. Для краткости эти возможные способы защиты называют соответственно защита временем, расстоянием, количеством и экранировкой. Задание № 52
Охарактеризуйте радиоактивную обстановку в Вашем районе и в Вашей области. Ответ.
Согласно Постановления Совета Министров Республики Беларусь от 23 декабря 2004 г. № 1623 «Об утверждении перечня населенных пунктов и объектов, находящихся в зонах радиоактивного загрязнения» перечень населенных пунктов и объектов, находящихся в зонах радиоактивного загрязнения по Витебской области выглядит следующим образом:Населенные пункты Зона проживания с периодическим радиационным контролем - территория с плотностью загрязнения почв цезием-137 от 1 до 5 Ки/кв.км либо стронцием-90 от 0,15 до 0,5 Ки/кв.км или плутонием-238, 239, 240 от 0,01 до 0,02 Ки/кв.км, где среднегодовая эффективная доза облучения населения не должна превышать 1 мЗв в год: - Толочинский район: Толочинский сельский Совет: д.Новая Будовка, д.Сани. Глубокский район в данный перечень не входит, следовательно можно говорить о том, что радиоактивная обстановка в районе не превышает допустимых норм. Задание № 53
Сформулируйте практические рекомендации, соблюдение которых при нахождении на загрязнённых территориях позволяет существенно уменьшить риск неблагоприятных радиационных последствий. Ответ.
Для уменьшения риска неблагоприятных радиационных последствий при нахождении на загрязнённых территориях необходимо: 1. По возможности сократить время пребывания в радиоактивной зоне. 2. Держатся как можно дальше от источника радиационного заражения. 3. Использовать необходимые меры защиты: - держать окна закрытыми; - ежедневная влажная уборка помещений, удаление пыли; - использовать маску, находясь в пыльном месте; - надевать защитные перчатки при работе с заражёнными материалами; - регулярно проходить медицинские обследования, даже если признаков и симптомов радиационной болезни не наблюдается. Необходимо чётко разделять понятия «внутри» и «снаружи». Верхнюю одежду и обувь следует хранить отдельно от той, которая носится дома, так как верхняя одежда имеет более высокий уровень радиоактивного загрязнения. Не приносить в дом никаких предметов, которые могут быть заражёнными. Тщательно мыться (принимать душ) после каждого возвращения с улицы и стирать одежду, которую носили вне дома. После окончания воздействия радиации необходимо избавится от одежды, которая использовалась в загрязнённой зоне, или отправить её на обеззараживание. Наряду с проникновением радиоактивных частиц в организм с воздухом при дыхании, вторым основным путём внутреннего радиационного заражения является попадание через пищеварительный тракт. Поэтому необходимо соблюдать следующие основные правила: - брать воду с источника, который не подвергался радиационному заражению; - избегать употребления местных продуктов питания. Если другие продукты не доступны, Лечебно – профилактические и санитарно – гигиенические мероприятия по уменьшению поступления радионуклидов в организм человека с загрязненными продуктами питания сводятся к следующему: 1) проведение по возможности радиационной кулинарной обработки пищевых продуктов, предусматривающей, в частности, приготовление не жаренных или тушенных, а отварных продуктов; 2) приготовление «вторичных» бульонов и отвара, т. е. мясо или рыбу в течение 2 – 3 часов сначала вымачивают в холодной воде, затем вода сливается, продукты заливают новой порцией воды, доводят до кипения и воду опять сливают, варку заканчивают новой порцией воды; 3) полное очищение корнеплодов и овощей от частиц земли, тщательная их промывка и снятие кожуры, широкое использование засолки или маринования овощей и фруктов; - необходимо использовать йодированную соль вместо обычной поваренной, если это возможно, принимать йод в таблетках; - рацион питания должен содержать продукты, повышающие устойчивость организма к радиации (морская капуста, кальмары и т. д.) и содержащие метионин и способствующие выведению радионуклидов из организма (молочнокислые продукты, творог, яйца, рыба). Для ускорения выведения цезия из организма желательно употреблять продукты, богатые калием (свекла, орехи, урюк, курага). Продукты, содержащие в большом количестве кальций, способствуют выведению из организма стронция (молочные продукты, фасоль, горох, геркулес, морковь, капуста и др.); - витамины оказывают тоже противолучевой эффект. Действие витаминов сводится к обеспечению оптимальной жизнедеятельности организма, к подъему его радиоустойчивости. Поэтому в рацион питания хорошо включать овощи и фрукты, богатые витамином С (капуста, лимоны, цитрусовые, черная смородина и др.), витамином Е (сливы, зеленый горошек и др.). Благоприятное воздействие оказывает употребление овощных и фруктово-ягодных соков, особенно с мякотью. Соки с мякотью хорошо сорбируют радионуклиды. Для ускоренного выведения радионуклидов из организма употребляют продукты, ускоряющие моторную функцию кишечника. Это продукты, содержащие большое количество клетчатки: перловая крупа, пшено, белково-отрубный хлеб, ягоды и фрукты. Нет оснований оставаться в изоляции, необходимо больше общаться с другими людьми. Не следует драматизировать ситуацию, представляя её хуже чем на самом деле. Необходимо помнить о том, что некоторое время жить в радиационной зоне в принципе возможно (это зависит от уровня радиоактивности), но для этого требуется определённая самодисциплина. плутоний распад облучение радиация обстановка ЛИТЕРАТУРА
1. Радиационная безопасность. Методические указания и для слушателей заочного обучения / А.В. Ильюшонок – Минск: ВПТУ МВД РБ, 1997 2. Багатырев В.А., Бусел А.В., Дорожко С.В. Методическое пособие по основам радиационной безопасности и радиационной экологии для студентов технических вузов республики. Часть 1. Мн.: БГПА, 1992. 3. Асаенок И.С., Лубашев Л.П., Навоша А.И. Радиационная безопасность. Учебное пособие. Мн.: БГУ, 2000. 4. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков И. П. Радиационная гигиена. М.: «Медицина», 1999.
|