Решение дифференциальных уравнений Примеры решения типовых задач Курс практики по математике Инженерная графика Машиностроительное черчение История дизайна Архитектура ПК Лабораторные работы Курс лекций по физике теплоэнергетика
Курс лекций по физике Законы теплового излучения Фотоэффект Ядерная модель атома Квантовые генераторы Зонная теория твёрдых тел Электропроводимость металлов Ядерная физика Дозиметрия

Курс лекций по физике Примеры решения задач

Дозиметрия

Поглощённая доза излучения (ПДИ) – равна отношению энергии, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе вещества

.

Единицей ПДИ в СИ является грей (Гр): 1 Гр = 1 Дж/кг.

На практике используется внесистемная единица – рад: 1 рад = 0,01 Гр.

Экспозиционная доза (ЭзД) – отношение электрического заряда ионов одного знака, возникающих в сухом воздухе при его облучении фотонами, к массе воздуха:

 .

В СИ единицей ЭзД является кулон/кг.

На практике употребляется внесистемная единица ЭзД – рентген (Р):

1 Р = 2,58 .10 –4 Кл/кг.

Доза в 1 рентген накапливается за 1 час на расстоянии 1 м от радиоактивного препарата радия массой 1 грамм.

При облучении мягких тканей организма человека экспозиционной дозе 1 Р соответствует поглощённая доза  8,8 мГр

.

Коэффициент относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент качества

К = 1 – для рентгеновского и γ-излучения

К = 3 – для тепловых нейтронов (ЕК ~ 0,5 МэВ)

К = 7 – для тепловых нейтронов (ЕК ~ 5 МэВ).

Эквивалентная доза (ЭД) – произведение ПДИ на коэффициент  ОБЭ:

Н = D.K .

Единицей ЭД в СИ является зиверт (Зв): 1 Зв = 1 Гр  при К = 1.

На практике используется внесистемная единица ЭД – биологический эквивалент рентгена (бэр):

1 бэр = 0.01 Зв .

Биологическое действие ионизирующих излучений на живые организмы – это ионизация атомов и молекул в клетках.

Первые признаки общего острого поражения организма взрослого человека обнаруживаются начиная с 0,5 . При такой ЭД начинаются нарушения в работе кроветворной системы человека. При Н = () Зв около 50% облучённых умирает от лучевой болезни в течение 1 мес. из-за поражения костного мозга.

Значительная часть повреждений, вызванных реакцией в живых клетках, является необратимыми.

Доза  Н = 1 Зв приводит в среднем на 1000 облучённых к

2 случаям лейкоза,

10 случаям рака щитовидной железы,

10 случаям рака молочной железы у женщин,

5 случаям рака лёгких.

Естественный фон облучения

В любом месте на поверхности Земли, под землёй, в воде, в атмосферном воздухе и в космическом пространстве существует ионизирующая радиация различных видов и разного происхождения.

Дозы облучения, близкие к уровню естественного фона, не представляют сколько-нибудь серьёзной опасности для живых организмов.

Доза внешнего фонового гамма-излучения колеблется в большинстве мест от 0,3 до 0,6 мЗв за 1 год кроме мест, где почвы содержат большое количество урана и тория.

 Под действием первичного космического излучения (потока протонов) возникает вторичное космическое излучение (поток γ-квантов  и быстрых электронов и мюонов). Земная атмосфера надёжно защищает всё живое на Земле от его воздействия (0,3 мЗв за 1 год на уровне моря).

Кроме внешнего облучения, каждый живой организм подвергается внутреннему облучению. Воздействие β-частиц и γ-излучения радиоактивного калия и углерода обусловливает дозу ~ 0,2 мЗв за год.

Наиболее значительный вклад в дозу внутреннего облучения вносит радиоактивный газ – радон, попадающий в организм человека при дыхании. В большинстве помещений (особенно в подвалах и 1-ых этажах) удельная активность радона в 25 раз выше уровня вне зданий.

Среднее значение эквивалентной дозы облучения, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около  2 мЗв за 1 год (1 мЗв за счёт радона).

Средняя эквивалентная доза, получаемая человеком за год в промышленно развитых регионах от искусственных источников ионизирующей радиации ~ 1 мЗв за год.

Биологическое влияние малых доз излучения – не будь радиоактивности и космического излучения, видимо, не было бы и человека на Земле. Небольшие дозы излучения, сравнимые с уровнем естественного фона, стимулируют развитие растений и организмов.

Предельно-допустимые дозы (ПДД)

Люди некоторых профессий подвергаются дополнительному облучению (врачи и инженеры рентгенологи, работники АЭС, физики экспериментаторы, космонавты, сотрудники аэрофлота, военные). Для этих профессий ПДД = 50 мЗв/год.

Допустимый уровень разового аварийного облучения для населения – 0,1 Зв.

При систематическом облучении населения установлена доза не более 0,1 ПДД (5 мЗв/год).

За всё время жизни человека допустимая доза для населения составляет 0,35 Зв = 35 бэр.

При ежедневном просмотре TV – программ по три-четыре часа в день за год будет получена доза ~ 10 – 5 Зв ( в 100 раз меньше уровня естественного фона).

1. Молекулярная физика. Статистический и термодинамический методы исследования. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Модель идеального газа. Давления и температура. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Уравнение состояния идеального газа. Газовые законы. Степени свободы. Классический закон распределения энергии по степеням свободы.
Фотопроводимость полупроводников