- Главная
- Разное
- Бизнес и предпринимательство
- Образование
- Развлечения
- Государство
- Спорт
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Религиоведение
- Черчение
- Физкультура
- ИЗО
- Психология
- Социология
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Что такое findslide.org?
FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.
Обратная связь
Email: Нажмите что бы посмотреть
Презентация на тему Свойства радиоактивных веществ и ионизирующих излучений
Содержание
- 2. Вопросы лекции1. Строение атома, радиоактивность --основные понятия
- 3. 1.Строение атома, радиоактивность -- основные понятия и определения.
- 4. - электрон (е-).- протон (1р1).- нейтрон (0n1).mядра
- 5. Протон (1р1) – элементарная частица, служащая ядром
- 6. Количество электронов (е-) электронной оболочки и равное
- 7. Изотопы – химические элементы, ядра атомов которых
- 8. Явление радиоактивности состоит в сомопроизвольном распаде ядер
- 9. 2. Свойства ионизирующих излучений и зашита от них
- 10. Под ионизирующим излучением понимается поток элементарных частиц
- 12. Для характеристики свойств различных видов ИИ используют
- 13. УИС – число пар ионов, образующихся на
- 14. α-излучение – это поток (+) заряженных частиц
- 15. Взаимодействие альфа частицыс веществом (неупругое
- 16. Внешнее α-излучение не опасно (малая ПС).Внутреннее облучение
- 17. Явление бета распада заключается в том, чтов
- 18. Бета распад представляет большую опасность по сравнению
- 19. Взаимодействие бета частиц с веществом также отличается
- 20. Взаимодействие бета частицы с веществом(тормозное излучение)Как мы
- 21. УИС β-частиц составляет: - 10 ÷40
- 22. При работе АЭУ образуется большое количество
- 23. Согласно современным представлениям к электромагнитным излучениям вызывающим
- 24. Рентгеновское излучение возникает при торможении электронов ускоряемых
- 25. При взаимодействии гамма квантов с веществом как
- 26. В основу защиты от γ-излучения положены 3
- 27. --Радионуклидные (,n) источники – представляют собой однородную
- 28. Деление ядер – реакция расщепления атомногоядра на
- 29. Реакция деления
- 30. --Ультра холодные нейтроны – нейтроны с энергией
- 31. Наряду с реакцией деления процесс взаимо-действия нейтронного
- 32. Упругое рассеяние
- 33. -- неупругого рассеяния, в результате которой образуется
- 34. Неупругое рассеяние
- 35. -- радиационного захвата, в результате которой образуется гамма квант.2.4 Нейтронное излучение
- 36. Радиационный захват
- 37. Особенностью данных механизмов как мы видим является
- 38. Защита от 0n1-излучения строится на тех же
- 39. Таким образом:При эксплуатации АЭУ на персонал будут
- 40. 3. Современная система дозиметрических величин.
- 41. Группы величин:Все величины применяемые в области количественной
- 42. Внесистемная единица активности кюри (Ки) составляет
- 43. Активность удельная - отношение активности A радионуклида
- 44. В практике дозиметрии Аоб, чаще принято выражать
- 45. В практике дозиметрии для оценки воздействия ионизирую-
- 46. Дозиметрические величиныНормируемые величиныОперационные величины
- 47. Физические величины – мера воздействия ионизирующего излучения
- 48. Физические величины – мера воздействия ионизирующего излучения
- 49. ЧАСТ / МИН. * СМ2Уровень загрязнения поверхностей
- 50. 2. Нормируемые величины -- мера ущерба (вреда)
- 51. Если D = 1 мГр, то HT,R
- 52. Но биологический эффект от воздействия ИИ, зависит
- 53. HTR = 2 мЗв на кожу, щитовидную
- 54. Суммарная HTR на костный мозг, легкие
- 55. 3. Операционные величины – непосредственно определяемые в
- 56. Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения отдельных ядер
- 57. Скачать презентацию
- 58. Похожие презентации
Вопросы лекции1. Строение атома, радиоактивность --основные понятия и определения.2. Свойства ионизирующих излучений и защита от них.3. Современная система дозиметрических величин.
Слайд 2
Вопросы лекции
1. Строение атома, радиоактивность --основные понятия и
определения.
система дозиметрических величин.
Слайд 4
- электрон (е-).
- протон (1р1).
- нейтрон (0n1).
mядра --99,8%maтома
Dядра 10-12—10-13см;
расстояние от ядра
до электронов 10-8 см
Атом
состоит из ядраи электронной оболочки
Слайд 5 Протон (1р1) – элементарная частица, служащая ядром атома
водорода, и составной частью всех атомных ядер.
Имеет положительный (+)
элементарный электрический заряд и массу покоя условно принятую за 1[а.е.м.] ( 1,67.10-27 Кг).Электрон (е-) – элементарная частица, образующая электронную оболочку атома.
Имеет отрицательный (–) элементарный электрический заряд ( 1,6.10-19 Кл).
Нейтрон (0n1) – элементарная частица, являющаяся составной частью всех атомных ядер (кроме водорода).
Электрически нейтральна, имеет массу
покоя 1[а.е.м.].
- электрон (е-).
- протон (1р1).
- нейтрон (0n1).
Слайд 6 Количество электронов (е-) электронной оболочки и равное ему
количество протонов (1р1) в ядре, определяют химические свойства атома
и называются-- атомным номером (Z).Общее количество протонов и нейтронов получило название --- массовое число (А)
Легкие ядра --- А < 25 (50/50)
Средние ядра --- 25 < A <80
Тяжелые ядра --- А > 80 (40/60)
Слайд 7 Изотопы – химические элементы, ядра атомов которых имеют
одинаковое число 1р1 (порядковый номер), разное число 0n1,
т.е. разную атомную массу.изотопы урана – U-230, 233, 234, 235.
изотопы железа -- Fe--54,56,57,58.
Атомы определенного стабильного изотопа получили название нуклид, а радиоактивного изотопа -- радионуклид
Слайд 8 Явление радиоактивности состоит в сомопроизвольном распаде ядер (альфа
и бета распад), с испусканием одной или нескольких частиц,
при переходе ядра в более устойчивое энергетическое состояние.Средние время жизни ядра --
Период полураспада --
Процесс убывания радиоактивных ядер во времени описывает закон радиоактивного распада
Слайд 10 Под ионизирующим излучением понимается поток элементарных частиц (альфа,
бета и нейтронное излучение) или электромагнитные колебания сверхвысокой частоты
(рентгеновское, гамма излучение) взаимодействие которых с окружающей средой приводит к образованию ионов разных знаков полярности (ионизации среды).
Слайд 12
Для характеристики свойств различных видов ИИ используют следующие
понятия:
Ионизирующая Способность (ИС), количественным выражением которой является Удельная ИС
(УИС);Проникающая Способность (ПС), количественным выражением которой является слой половинного ослабления.
Слайд 13
УИС – число пар ионов, образующихся на единице
пути в веществе.
Она характеризует степень концентрации продуктов ионизации в
клетках биологических тканей, а следовательно и поражающую способность излучения. Чем Выше УИС – тем оно опаснее.ПС – это способность излучения проходить через вещества определенной толщины (зависит от вида излучения, энергии частиц и плотности материала через который они проходят).
ИС и ПС взаимосвязаны и как правило конкурируют, т.е. чем ↑ УИС тем ↓ ПС.
Слайд 14 α-излучение – это поток (+) заряженных частиц в
виде ядер атомов гелия (Не) (2α4) состоящих из 2-х
(1р1) и 2-х (0n1).Сравнительно большой заряд частицы и не большая скорость (энергия 2÷10 МэВ) обуславливают эффективное взаимодействие частиц с электронами среды и ⇒ высокую УИС и низкую ПС.
УИС – 6000 пар ионов на 1 мкм пути в биоткани; 30000 пар ионов на 1 см пути в воздухе.
ПС – не более 130 мкм в биологической ткани; единицы см в воздухе.
2.1 Альфа распад
Слайд 15
Взаимодействие альфа частицы
с веществом (неупругое рассеяние)
Вследствие
выбивания электрона
с электронной оболочки происходит
образование ионизированного
атома, в котором
количествоположительно заряженных
протонов превышает количество
отрицательно заряженных
электронов
Слайд 16
Внешнее α-излучение не опасно (малая ПС).
Внутреннее облучение α-активными
веществами (попадание внутрь организма через загрязненный воздух) – чрезвычайно
опасно (большая УИС) .Меры защиты – недопущение попадания альфа частиц внутрь организма (применение средств защиты органов дыхания и кожи).
2.1 Альфа распад
Слайд 17
Явление бета распада заключается в том, что
в ядре
происходит превращение нейтрона (0n1) в
протон (1р1) и при
этом происходит испускание бета частицы (е- ) и нейтрино
2.2 Бета распад
Слайд 18
Бета распад представляет большую опасность по сравнению с
альфа распадом не только тем, что бета частицы обладают
большей проникающей способностью, но и тем , что при длинных цепочках бета распад сопровождается испусканием гамма квантов.2.2 Бета распад
Слайд 19
Взаимодействие бета частиц с веществом также отличается от
взаимодействия альфа частиц с веществом.
2.2 Бета распад
Это связано с
тем, что бета частицы при взаимодействии с веществом расходуют свою энергию не только на ионизацию атомов и молекул, но и на тормозное излучение (радиационные потери), которое сопровождается испусканием гамма квантов.
Слайд 20
Взаимодействие бета
частицы с веществом
(тормозное излучение)
Как мы видим
при взаимодействии
бета частиц с веществом наряду с
процессами ионизации
атомов, может также происходить
образование гамма квантов
вследствие “радиационных
потерь” бета частицы в районе
ядра.
Слайд 21
УИС β-частиц составляет:
- 10 ÷40 пар ионов
на 1 мкм в биоткани; - 50 ÷100 пар
ионов на 1 см в воздухе.ПС зависит от энергии и достигает:
- 1,5 см в биологической ткани;
- от 10см до 30 м в воздухе.
Внешнее β-излучение может вызвать радиационные ожоги кожи. Особенно опасно при воздействии на глаза.
Большую опасность представляет облучение внутренних органов.
2.2 Бета распад
Слайд 22
При работе АЭУ образуется большое количество
β-активных изотопов,
которые в аварийных ситуациях, связанных с утечкой газа, пара
или контурных вод, могут появиться в производственных помещениях зоны контролируемого доступа.Меры защиты – применение средств защиты органов дыхания и кожи.
2.2 Бета распад
Слайд 23 Согласно современным представлениям к электромагнитным излучениям вызывающим ионизационный
эффект относится рентгеновское и гамма излучения.
На шкале электромагнитных
волн гамма излучение соседствует с рентгеновскими лучами, но имеет более короткую длину волны. 2.3 Гамма излучение
Слайд 24
Рентгеновское излучение возникает при торможении электронов ускоряемых электрическим
полем на аноде рентгеновской трубки.
Гамма излучение – вид электромагнитного
излучения с чрезвычайно малой длиной волны -- < 5х10-3 нм и, вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствамиГамма излучение испускается при:
-- отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных и электрических полях .
-- переходах между возбуждёнными состояниями атомных ядер (энергии таких гамма - квантов лежат в диапазоне от ~1 кэВ до десятков МэВ);
-- ядерных реакциях (например, при аннигиляции электрона и позитрона);
2.3 Гамма излучение
Слайд 25
При взаимодействии гамма квантов с веществом как и
в предыдущих случаях процессы ионизации обусловлены выбиванием электронов с
электронной оболочки.УИС γ-квантов не велика и составляет: 2 ÷ 3 пары ионов на 1 мкм пути в биоткани; 1 ÷ 2 пары ионов на 1 см пути в воздухе.
Малая ИС – обуславливает высокую ПС.
Большая ПС (до сотен метров в воздухе)определяет опасность γ-излучения как внешнего источника облучения.
2.3 Гамма излучение
Слайд 26
В основу защиты от γ-излучения положены 3 принципа:
1. Принцип защиты экраном (реализован в биологической защите реактора,
при авариях может быть реализован организационно, путем вывода л/с за крупногабаритные механизмы. 2. Принцип защиты расстоянием (предусматривает максимальное удаление л/с от источника ИИ). 3. Принцип защиты временем (предусматривает максимальное сокращение времени воздействия на л/с высоких уровней ИИ).γ-излучение нельзя полностью поглотить никаким слоем материала, его можно только ослабить. Ослабление тем сильнее, чем меньше энергия γ-квантов и больше плотность вещества.
2.3 Гамма излучение
Слайд 27 --Радионуклидные (,n) источники – представляют собой однородную смесь
альфа – излучателей (Po, Ra, Pu, Am, Cu) с
порошком металлического бериллия, бора или их карбидов, из которого под действием излучения выбиваются нейтроны.--Генераторы нейтронов – представляют собой ускорители частиц.
--Ядерные реакторы – в которых нейтроны образуются в результате цепной реакции деления ядер урана. (,n и ,n реакции).
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 28
Деление ядер – реакция расщепления атомного
ядра на две
примерно равные по массе части
(осколки деления)
Слайд 30 --Ультра холодные нейтроны – нейтроны с энергией менее
10 эв
--Холодные нейтроны – нейтроны с энергией меньше 5*10эВ
--Тепловые
нейтроны – нейтроны с энергией 0,025 эВ – 0,5 эВ--Надтепловые нейтроны – нейтроны с энергией 0,1 эВ – 0,5 кэВ
--Промежуточные нейтроны – нейтроны с энергией 0,5 кэВ – 0,2 МэВ
--Быстрые нейтроны – с энергией 0,2 – 20 МэВ
--Сверхбыстрые нейтроны – обладают энергией более 20 МэВ
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 31
Наряду с реакцией деления процесс взаимо-
действия нейтронного излучения
с веществом
определяется реакциями:
-- упругого рассеяния, в результате которой из
атома вылетает нейтрон с такой же энергией с
которой и влетел в него.
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 33
-- неупругого рассеяния, в результате которой
образуется гамма
квант и нейтрон, но уже с
меньшей энергией.
2.4 Нейтронное
излучение
Слайд 35
-- радиационного захвата, в результате которой
образуется гамма
квант.
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 37
Особенностью данных механизмов как мы видим является то,
что взаимодействуя по одному из них 0n1 образуют заряженные
частицы (ядра отдачи ) и γ-кванты (а ⇒ вторичные электроны) которые и обусловливают высокую ИС 0n1-излучения.При этом 0n1 будучи электрически нейтральными обладают высокой проникающей способностью.
УИС: 1000 пар ионов на 1 мкм пути в биоткани.
ПС: ~ 100 метров в воздухе.
0n1-излучение вобрало в себя отрицательное свойство α-излучения высокую ИС, и γ-излучения – высокую ПС.
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 38
Защита от 0n1-излучения строится на тех же принципах,
что и от γ-излучения (экран, расстояние, время).
Быстрые 0n1
– хорошо поглощаются ядрами легких элементов (вода, парафин, углерод, полиэтилен).Промежуточные и тепловые 0n1 – эффективно взаимодействуют с ядрами тяжелых элементов (сталь, свинец).
Все эти свойства различных видов 0n1-излучения так же учтены и реализованы при создании биологической защиты реактора.
2.4 Нейтронное излучение
Слайд 39
Таким образом:
При эксплуатации АЭУ на персонал будут оказывать
воздействие γ и 0n1-излучение, в пределах допустимых норм.
При аварии
или неисправности АЭУ возможно превышение допустимых уровней γ–0n1-излучения, а также воздействие β-излучения при попадании РВ в обитаемые помещения.При организации защитных мер от воздействия ИИ, необходимо учитывать их свойства и опасность их как «внешнего» или «внутреннего» облучателя.
Слайд 41
Группы величин:
Все величины применяемые в области количественной оценки
таких явлений как радиоактивность и ионизирующее излучение можно разделить
на две группы.Величины, которые характеризуют меру количества РВ.
Величины, которые характеризуют меру воздействия ИИ на организм.
Слайд 42 Внесистемная единица активности кюри (Ки) составляет
3,7*1010 Бк; 1 Бк
= 2,7*10-11 Ки.3.1 Активность
Активность - мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида в данном энергетическом состоянии в данный момент времени:
где dN - ожидаемое число спонтанных ядерных превраще- ний из данного энергетического состояния, происходящих за промежуток времени dt.
А = dN / dt ,
Единицей активности является - беккерель, Бк.
Один беккерель равен одному ядерному превращению в одну секунду (1 Бк = 1 расп/с).
Слайд 43 Активность удельная - отношение активности A радионуклида в
веществе к его массе m
Aуд = А / m ,
Единица удельной активности - беккерель на килограмм, Бк/кг. Внесистемная единица удельной активности - кюри на килограмм, Ки/кг.
Активность объемная - отношение активности А радионуклида в веществе к объему V, им занимаемому:
Аоб = А / V,
Единица объемной активности - беккерель на метр кубический, Бк/м3.
Внесистемная единица объемной активности - кюри на литр, Ки/л.
3.1 Активность
Слайд 44 В практике дозиметрии Аоб, чаще принято выражать в
таких терминах как концентрация инертных радиоактивных газов (ИРГ) и
концентрация радиоактивных аэрозолей (РАЗ).Эти величины принято обозначать соответственно СИРГ и СРАЗ. Они характеризуют какое количество газообразных и твердых РВ находится в воздухе помещений.
Единицей измерения этих величин является так же - беккерель на метр кубический, Бк/м3.
А внесистемная единица - кюри на литр, Ки/л.
3.1 Активность
Слайд 45 В практике дозиметрии для оценки воздействия ионизирую- щего
излучения рассматривают какую дозу энергии (D) она передает окружающей
среде.3.2 Доза, мощность дозы.
Для определения переданной энергии ионизирующего излу-
чения во времени используется понятие мощности дозы (Р)
P = D/t
Слайд 47 Физические величины – мера воздействия ионизирующего излучения (ИИ)
на вещество
Кл/кг ; 1 р (рентген) = 2,08
* 109 пар ионов/см3; 1р = 2, 58 Кл/кгТо есть когда говорят, что человек получил дозу гамма излучения
равную 1 рентгену, то это равноценно затратам энергии гамма
излучения на образовании в 1 см3 воздуха 2,08 * 109 пар ионов.
Слайд 48 Физические величины – мера воздействия ионизирующего излучения на
вещество
D = dE/dm ; 1Дж/кг = 1 Гр; 1
Грей (Гр) = 100 рад; 1р = 0,9 радНо экспозиционная доза рассматривает, воздействие только
гамма излучения, и только в воздухе. Поэтому в дозиметрии
используют такое понятие как поглощенная доза.
Слайд 49
ЧАСТ / МИН. * СМ2
Уровень загрязнения поверхностей –
это величина характеризующая степень концентрации РВ на единице площади
загрязненной поверхности.В системе СИ данная величина измеряется в (м-2*с-1).
В нормативных документах единицей измерения применяют количество частиц испускаемых в минуту с 1 кв. сантиметра поверхности, част./мин..см2.
Слайд 50 2. Нормируемые величины -- мера ущерба (вреда) от
воздействия ионизирующего излучения на человека
Единица измерения зиверт (Зв)
Исследования влияния
малых доз, показали, что биологический эффектот воздействия ИИ зависит не только от количества переданной им энер-
гии, но и от вида ИИ и на какие органы оно воздействует. Для их учета в
нормируемых величинах используются понятия эквивалентных и эффек-
тивных доз.
Слайд 51 Если D = 1 мГр, то HT,R =
D * K =1 мГр * 1 = 1
мЗвЕсли D = 1 мГр, то HT,R = D * K = 1 мГр * 20 = 20 мЗв
HTR (Зв) = Dпоглощенная (Гр) * К
1. Гамма излучение
2. Быстрые нейтроны
Из данного примера мы видим, что при передаче телу человека гамма
и нейтронным излучением одного и того же количества энергии (1 мГр),
биологический эффект ( соответственно и вред) от быстрых нейтронов
будет в 20 раз больше чем от гамма излучения
Слайд 52 Но биологический эффект от воздействия ИИ, зависит не
только
от вида ИИ, но и от того на какие
органы человека оно воздействует.Для учета и этих характеристик в дозиметрии используется эффек-
тивная доза.
Эффективная доза (Е) – равна сумме произведений эквивалентной дозы
в органе или ткани, умноженной на соответствующие коэффициенты для
данного органа или ткани
Е = HTR (Зв) * К
Слайд 53 HTR = 2 мЗв на кожу, щитовидную железу,
печень
Е
= 2 (0,01 + 0,05 + 0,05) = 2 * 0,11 = 0,22 мЗвHTR = 2 мЗв на костный мозг, легкие, гонады
Е = 2 (0,12 + 0,12 + 0,2) = 2 * 0,44 = 0,88 мЗв
В данном примере мы видим, что величина эффективной дозы (биологический
эффект) зависит не только от величины эквивалентной дозы но и от того какие
внутренние органы человека были подвергнуты воздействию ионизирующего
излучения
Слайд 54 Суммарная HTR на костный мозг, легкие и
гонады (по 2
мЗв на каждый орган) = 6
мЗв. Ее воздействие на человекаэквивалентно воздействию на все тело эффективной дозе
равной 0, 88 мЗв.
Суммарная HTR на все три органа (по 2 мЗв на кожу,
щитовидную железу, печень) = 6 мЗв. Ее воздействие на
человека эквивалентно воздействию на все тело эффектив-
ной дозе равной 0, 22 мЗв.
Слайд 55 3. Операционные величины – непосредственно определяемые в измерениях
величины, предназначенные для оценки нормируемых величин при радиационном контроле.
Поскольку
эффективная доза является вероятностной величиной (еенельзя измерить техническими средствами радиационного контроля)
то для оценки нормируемых величин в дозиметрии используют опера-
ционные величины
Слайд 56 Радиоактивность – явление самопроизвольного превращения отдельных ядер с
испусканием элементарных частиц, способных производить ионизацию окружающей среды.
Количественной характеристикой
процесса р/а распада является активность.
Активность со временем снижается по закону р/а распада.РВ являются источником ИИ – потока элементарных частиц или электромагнитных колебаний, взаимодействие которых с окружающей средой приводит к образованию ионов.
Свойства радиоактивных веществ и ионизирующих излучений.
Выводы.
