Соотношение между системными и внесистемными единицами доз.

Величина и ее символ	Единица СИ	Внесист. единица	Соотношение между единицами
Экспозиционная доза, X	Кл/кг	Р	1 Кл/кг = 3,88*103 Р 1 Р = 2,58 *10-4 Кл/кг
Поглощенная доза, D	Гр (Дж/кг)	рад	1 Гр = 100 рад 1 рад = 0,01 Гр
Эквивалентная доза, H	Зв	бэр	1 Зв = 100 бэр 1 бэр = 0,01 Зв
Эффективная доза, E	Зв	Бэр	1 Зв = 100 бэр 1 бэр = 0,01 Зв

Для оценки эффектов облучения группы людей используют коллективные дозы:

а) коллективная эквивалентная доза (S_T) в ткани T - используется для выражения общего облучения конкретной ткани или органа у группы лиц; она равна произведению числа облученных лиц на среднюю эквивалентную дозу в органе или ткани.

б) коллективная эффективная доза (S) - относится к облученной популяции в целом; она равна произведению числа облученных лиц на среднюю эффективную дозу.

В определении коллективной эквивалентной и коллективной эффективной доз не указано время, за которое получена доза. Поэтому при расчете коллективных доз всегда должно быть четкое указание на период времени и группу лиц, по которым проводился данный расчет.

Коллективные дозы используют для оценки лучевой нагрузки на популяцию и риска развития стохастических последствий действия ионизирующих излучений. Единицы коллективных доз – человеко-зиверт и человеко-бэр.

«Подушная доза» (per caput dose, Зв) - значение коллективной дозы, разделенное на число членов облученной группы.

13. Радиационный фон: составляющие радиационного фона и их вклад в формирование эффективных доз облучения населения. Радиационная обстановка в Республике Беларусь до 1986 года.

Радиационный фон - доза облучения, формируемая на человека от природных источников и от радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Радиационный фон воздействует на все население земного шара, в прошлом он неоднократно претерпевал резкие изменения, а в терпевал резкие изменения.

00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000настоящее время имеет относительно постоянный уровень.

Составляющие радиационного фона (3,0 мЗв/год):

1. естественный радиационный фон - доза облучения, создаваемая космическим излучением, а также природными радионуклидами в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека; вклад в формирование глобальной средней годовой эффективной дозы 2,4 мЗв/год

а) внешнее облучение

б) внутреннее облучение

2. техногенно измененный РФ - доза облучения, создаваемая в результате деятельности человека, в основном, за счет медицинских источников излучений, глобальных выпадений радионуклидов, стройматериалов, телевидения, авиации; это естественный радиационный фон, измененный в процессе деятельности человека; его вклад в формирование глобальной средней годовой эффективной дозы 0,6 мЗв/год

---

а) внешнее облучение

б) внутреннее облучение

Естественный радиационный фон в РБ до 1986 года в тысячи раз был меньше, чем до аварии (в апреле-мае 1986 года мощности экспозиционных доз в южных районах Беларуси достигали десятков миллирентген в час).

14. Естественный радиационный фон: источники земного и внеземного происхождения, их вклад в формирование эффективных доз облучения населения.

Естественный радиационный фон - совокупность ионизирующих излучений от естественных источников внеземного и земного происхождения.

Все живые организмы постоянно подвергаются воздействию ионизирующего излучения, которое всегда существовало в природе. Подушная эффективная доза за год во всем мире, создаваемая естественными источниками излучения, составляет 2,4 мЗв; индивидуальные дозы распределены в широком диапазоне: в любой большой популяции около 65 % людей будет иметь годовые эффективные дозы 1 – 3 мЗв, около 25 % меньше 1 мЗв и 10 % - больше 3 мЗв.

Внеземное ионизирующее излучение.

Источник излучений внеземного происхождения - первичное космическое излучение, состоящее в окрестностях Земли из:

а) галактического космического излучения - генерируется в еще точно неизвестных, но удаленных от Земли объектах

б) солнечных космических лучей.

Средняя энергия космических частиц около 10⁸ - 10⁹ эВ. Первичное космическое излучение состоит из:

1. протонов (90%)

2. альфа-частиц

3. ядер легких элементов (лития, бериллия, бора и т.д.)

4. нейтронов

5. электронов - составляют около 1,5% потока всех космических частиц

6. позитронов - составляют около 0,3% потока всех космических частиц

7. гамма-квантов и других излучений - обнаруживаются в небольшом количестве.

Магнитное поле Земли заметно влияет на первичное излучение, препятствуя вхождению в атмосферу низкоэнергетических частиц. В магнитном поле Земли существуют "ловушки", являющиеся естественным резервуаром для накопления заряженных частиц, в основном протонов и электронов, - радиационные пояса Земли. Первичное космическое излучение поглощается атмосферой, в результате чего формируются:

а) вторичное космическое излучение - состоит из ионов, протонов, нейтронов, мюонов (электроны с большой массой, живущие доли секунды), электронов и фотонов; его интенсивность зависит от толщины атмосферы: космическое излучение на уровне моря примерно в 100 раз менее интенсивно, чем на границе атмосферы и состоит в основном из мюонов; Северный и Южный полюса получают больше ионизирующих излучений, чем экваториальные области (за счет магнитного поля Земли).

б) космогенные радионуклиды - при воздействии космических лучей на атмосферу, в ее верхних слоях происходят различные ядерные реакции, в результате чего образуются космогенные радионуклиды, основное значение из которых имеют: тритий (Н-3), С-14, Р-32, S-35, Be-7, Na-22 и Na-24.

---

Земное ионизирующее излучение.

Естественные источники ионизирующего излучения земного происхождения представлены радионуклидами 2 групп:

А. Радионуклиды, входящие в радиоактивные ряды - см. вопрос 15.

Б. Радионуклиды, не входящие в радиоактивные ряды - эта группа состоит из 11 долгоживущих радионуклидов (период полураспада от 10⁷ до 10¹⁵ лет), наибольший вклад в формирование эффективной дозы из них вносят:

а) Калий-40 - ядро претерпевает бета-распад, период полураспада 1,32*10⁹ лет, является бета- и гамма-источником облучения, занимает 2 место как источник излучений, обусловливающих природный радиоактивный фон. В природе К-40 всегда сопутствует стабильному К-39 (доля К-40 - около 0,01%), формируя годовую эффективную дозу за счет внешнего облучения 0,12 мЗв и 0,18 мЗв за счет внутреннего облучения.

Калий-40 часто обусловливает активность поверхностного слоя почвы, равную 1-2 Ки/км². Активность растительного покрова Земли по К-40 равна (0,5-1)*10^-8 Ки/кг сырого веса. Активность пищевых продуктов по К-40 составляет 10^-9 Ки/кг сырых продуктов. Наибольшая активность К-40 регистрируется в клюкве, орехах, фасоли, картофеле.

Из почвы К-40 поступает в растения, а затем с пищей в организм животных и человека; он практически полностью всасывается из ЖКТ и равномерно распределяется в органах и тканях. Радиоактивные изотопы калия поступают в организм и с водой. Т_б калия составляет 58 суток.

Суточная потребность человека в калии около 3 г, т.е. в организм может поступать и значительное количество К-40

б) Рубидий-87 - ядро претерпевает бета-превращение, период полураспада 4,8*10¹⁰ г, входит в состав продуктов деления урана. При пероральном поступлении практически полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и равномерно распределяется в органах и тканях. Т_б из мягких тканей человека составляет 44 суток.

Средняя доза облучения от естественных источников.

Источник	Глобальная средняя годовая эффективная доза, мЗв
Внешнее облучение: а) космическое облучение б) гамма-излучение земного происхождения	0,4 0,5
Внутреннее облучение: а) вдыхание (главным образом радона) б) поступление с пищей	1,2 0,3
Всего	2,4

15. Радиоактивные ряды: понятие, основные дочерние радионуклиды, вклад в формирование эффективных доз облучения населения.

Радиоактивный ряд - это последовательность радионуклидов, образующихся в результате альфа- или бета-распада предыдущего элемента. Наиболее долгоживущие изотопы называются начальными для каждого из радиоактивных рядов.

Существует 4 радиоактивных ряда и, соответственно, 4 их родоначальника:

1) ториевый ряд - наиболее долгоживущий изотоп - торий-232 (Th-232), период полураспада - 1,4*10¹⁰ лет;

2,3) 2 урановых ряда - наиболее долгоживущие изотопы - уран-238 (U-238), период полураспада - 4,5*10⁹ лет и уран-235 (U-235), период полураспада - 7*10⁸ лет;

---

4) нептуниевый ряд - наиболее долгоживущий изотоп – нептуний-237 (Np-237), период полураспада - 2,2*10⁶ лет.

В настоящее время Th-232 почти весь сохранился, U-238 распался лишь частично, а U-235 распался большей частью (в земной коре U-238 больше, чем U-235 в 140 раз), Np-237 распался практически весь. В процессе превращения этих элементов в качестве промежуточных продуктов распада образуются радиоактивные изотопы радия, радона, полония, висмута, свинца, которые формируют значительную дозу облучения человека.

Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Содержание радионуклидов повышено в породах вулканического происхождения (гранит, базальт), меньше радионуклидов в осадочных породах (известняк, песчаник). Наиболее высокие уровни земной радиации наблюдаются в Бразилии (на пляжах морского курорта Гуарапари), на юго-западе Индии, где есть богатые торием пески (монацитовые пески). Места с высоким уровнем радиации есть во Франции, в Нигерии, на Мадагаскаре. Повышено содержание радионуклидов уранового ряда в Скандинавских странах и Англии.

Глобальная средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает за год за счет гамма-излучения земного происхождения, составляет 0,5 мЗв.

Продукты распада урана и тория по пищевым цепочкам, а также с воздухом и водой поступают в организм человека, обусловливая внутреннее облучение. При пероральном поступлении радиоактивных элементов важно учитывать их растворимость и, соответственно, коэффициент всасывания.

Наибольшее значение в формировании дозы внутреннего облучения имеют радий-226, радон-220, полоний-210, свинец-210.

а) Радий-226 (Ra-226) - претерпевает альфа-распад с образованием Rn-222, период полураспада - 1620 лет; широко распространен в природе, может поступать в организм через ЖКТ, органы дыхания и неповрежденную кожу. Его источником для человека в основном служат зерновые культуры и хлеб, куриные яйца; депонируется в костной ткани, из которой выводится с T_б, равным 17,13 лет (Т_б – время, в течение которого из организма выводится половина введенного вещества).

б) Радон - 222 (Rn-222) - претерпевает альфа-распад с образованием Ро-218, период полураспада - 3,8 суток; вносит основной вклад в естественную радиоактивность атмосферного воздуха и уровни облучения человека за счет естественных источников радиации. В организм радон и короткоживущие продукты его распада поступают в основном через органы дыхания, а также через ЖКТ (при питье радоновой воды и т.д.) и через кожу (при приеме радоновых ванн). Выведение радона из организма осуществляется через легкие.

в) Полоний-210 (Po-210) - подвергается альфа-распаду с образованием стабильного Pb-206, период полураспада - 138,38 сут. Повышенное поступления полония в организм наблюдается в регионах, где человек потребляет пищу морского происхождения, питается мясом северных оленей, а также у курящих. Из организма выводится с T_б 80 сут.

---

г) Свинец-210 (Pb-210) - подвергается бета-превращению (электронный распад) с образованием Bi-210, период полураспада 22,3 года; элемент остеотропен, его обмен связан с обменом кальция и фосфора; из организма выводится с T_б, равным 12 - 10000 сут; один из источников появления в организме Po-210.

Вклад радиоактивных рядов в формирование годовой эффективной дозы облучения: 1,5 мЗв/год.

16. Радон и уровни облучения населения радоном. Оптимизация дозовых нагрузок, создаваемых радоном и продуктами его распада, на жителей Республики Беларусь.

Радон - это бесцветный, невидимый, не имеющий вкуса и запаха инертный газ, примерно в 7,5 раза тяжелее воздуха; образуется в процессе радиоактивного распада радионуклидов урановых и ториевого рядов. Существует три естественных (природных) изотопа радона:

- радон-222 (Т_1/2 - 3,8 дня; ряд распада U -238),

- радон-220 или торон (Т_1/2 - 55 секунд; ряд распада Th-232),

- радон-219 или актинон (Т_1/2 -4 секунды; ряд распада U-235).

Все изотопы радона являются альфа-излучателями; дальнейший распад их дочерних продуктов сопровождается испусканием альфа- и бета-частиц. Большая часть радона и торона физически связана с материалом, в котором находятся их предшественники. Однако некоторая часть может диффундировать от места образования в другую среду. Из-за относительно большого периода полураспада радон-222 может диффундировать на большие расстояния (в пределах нескольких метров). Миграция актинона ограничивается несколькими миллиметрами и обычно он не достигает поверхности материала. Небольшая часть торона может выделяться и мигрировать в пределах нескольких сантиметров. Поэтому, за исключением богатых торием мест, концентрации радона-219 и 220 пренебрежимо малы, по сравнению с радоном-222.

Основные источники радона: грунт, строительные материалы, грунтовые воды, природный газ, уголь, рудники, отвалы, образующиеся при добыче фосфорных удобрений, растения, геотермальные электростанции, предприятия ядерного топливного цикла. Главный источник поступления радона в атмосферу - почва и грунтовые породы.

Средние концентрации радона в почвенном воздухе на несколько порядков выше его концентраций в атмосферном воздухе, вследствие чего происходит постоянное выделение почвенного радона в атмосферу путем диффузии. После выхода газа в окружающую водную или воздушную среду дальнейшее перемещение происходит за счет диффузии, конвекции и геомеханических сил.

Факторы, влияющие на процесс попадания радона в воздух из почвы:

а) снижающие интенсивность эксгаляции радона: дождь, снег, мороз, повышение атмосферного давления (поэтому в почве радона больше зимой и в периоды дождей)

б) усиливающие интенсивность эксгаляции радона: повышение температуры, увеличение скорости ветра

Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от:

---

Смотрите также файлы

• ответы экологическая медицина 5 курс экзамен.docx

• права и законы шпора.doc

• радиационная медицина лекция 1.pdf

• радиационная медицина лекция 2.pdf

• радиационная медицина лекция 3.pdf