Розрахунок показників радіоактивного розпаду і оцінка радіоактивної обстановки

МІНІСТЕРСТВО З НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЙ РЕСПУБЛІКИБІЛОРУСЬ

КОМАНДНО - ІНЖЕНЕРНИЙ ІНСТИТУТ

Кафедра загальноосвітніх дисциплін

Контрольна робота № 1

з дисципліни: В«Радіаційнабезпека В»

Варіант 03

Номер залікової книжки: 06/123

Виконав: слухач 65А взводу

сержант внутрішньої служби

Телиця Олександр Васильович

Мінськ - 2010

Варіант 03

Номеризавдань: 4, 14, 24, 34, 44, 51, 52, 53.

Завдання № 4

У якийядро перетвориться ядро ​​плутонію 239 Pu, важко зітхнувши О± - частку?Записати рівняння реакції.

Рішення.

Альфа-розпадполягає в мимовільному випущенні ядром О± - частинки (ядра гелію 4 2 He). Схема О± - розпаду:

A Z X Г  A -4 Z -2 Y + 4 2 He

Позначимоневідоме ядро ​​символом А Z Х. Так як при О± -розпаді атомний номер змінюється на 2, а масове число на 4, то Z = 94 - 2 = 92, A = 239 - 4 = 235

Елемент зпорядковим номером 92 в періодичній системі - уран. Отже, ядро ​​ 239 Pu перетвориться в ядро ​​ 235 U.

Рівнянняреакції має вигляд:

239 Pu Г  235 U + 4 2 He

Завдання №14

За який часвід початкової кількості ядер 137 Cs залишиться 10%?

Рішення.

Згіднозаконом радіоактивного розпаду

N = N 0 е - О» t або dN = - О» N dt , (14.1)

де:

N 0 - число ядер у початковий момент часу ( t = 0),

N - число ядер, що залишилися до моменту часу t ,

dN - число ядер, що розпалисяза малий інтервал часу dt ,

О» - постійна радіоактивного розпаду (ймовірність розпаду ядра водиницю часу).

Число ядер, що розпалися за час t

О” N = N 0 - N = N 0 ( 1 - e - О» t ) (14.2)

З (14.2) маємо:

О” N / N 0 = 1 - e - О» t (14.3 )

Зв'язок між періодом напіврозпаду Т ВЅ та постійноїрозпаду

l = ln 2 / Т ВЅ (14.4)

Підставивши(14.4) в (14.3), отримаємо

О” N / N 0 = 1 - e - ( ln 2/Т ВЅ) t = 1 - 2 - ( t /Т ВЅ) (14.5)

Позначимо величину t /Т ВЅ = k , З урахуванням цього (14.5) перепишемо у вигляді

О” N / N 0 = 1 - 2 - k , звідки

k = ( ln 1 - ln (О” N / N 0 ))/ ln 2

Часткараспавшихся атомів О” N / N 0 = 0,90 (за завданням).

Зробимообчислення

k = ( ln 1 - ln 0,90) / ln 2 = (0 - ( - 0,1054)) / 0,6931= 0,1521

Періоднапіврозпаду Т ВЅ 137 Cs приймаємо рівним 30 років([1] прил. Табл. 3)

Знаходимочас t за який розпадеться 90% початкової кількості 137 Cs

t = Т ВЅ в€™ k = 30 в€™ 0, 1521 ≈4,6 років.

Завдання №24

Інтенсивністьвузького пучка Оі - квантів після проходження через шар свинцю, товщиною 4см зменшилася у 8 разів. Визначити товщину шару половинного ослаблення.

Рішення.

Шаромполовинного ослаблення називається шар речовини, товщина Х ВЅ якого така, що потік проходять через ньогоОі - квантів зменшується в два рази. Зв'язок між товщиною шару половинногоослаблення і лінійним коефіцієнтом ослаблення:

ln 2 0,693

Х ВЅ = --------- = ---------- (24,1)

Ој Ој

Длясвинцевою плити х = 4 см, n 0 /n = 8 (за умовою)

Зрівняння n = n 0 e -Ој x висловимо лінійний коефіцієнт ослаблення.

Ој свинцю = (Ln (n 0 /n))/x = ln 8/4 = 0,52

Товщинуполовинного шару ослаблення обчислимо за формулою (24,1)

ln 2 0,693

Х ВЅ = --------- = ----------= 1,33 см

Ој0,52

Завдання №34

Визначитимасу ізотопу 131 J, що має активність А = 37 кБк. Період напіврозпаду вважативідомим.

Рішення.

Активність А радіоактивного джерела - число радіоактивних розпадів, що відбуваються вджерелі за одиницю часу. Якщо в джерелі за час dt розпадеться dN атомів, то

А = dN / dt = О» N (34.1)

де

О» - постійна розпаду,

N - число атоміврадіоактивного ізотопу.

N = mN A /M, (34.2)

де

m - маса ізотопу,

M - його молекулярнамаса,

N A - число Авогадро.

Підставимо вираз(34.2) у вираз (34.1), отримаємо:

А = О» (mN A /M) (34.3)

звідси

M в€™ А

m = ---------- (34.4)

N A в€™ О»

Виробляємообчислення, враховуючи, що

ln 2 0,693

О» = --------- = ------------- = 1,004 в€™ 10 - 6

Т ВЅ 6,9 в€™ 10 5

Т ВЅ = 8 діб ([1] прил. табл.3) = 8 в€™ 24 в€™ 3600 = 6,9 в€™ 10 5 з

131 в€™10 3 в€™ 37 в€™ 10 3

m = ------------------------------- = 0.805в€™ 10 - 8 кг = 0,00805 мг

6.022 в€™10 23 в€™ 1,004 в€™ 10 - 6

Завдання №44

Оцінитиеквівалентну дозу, одержувану за рахунок зовнішнього Оі - опромінення за місяцьзнаходження на території з потужністю експозиційної дозою 1 мР/год

Рішення.

Перехідноюкоефіцієнт від рівня експозиційної дози до еквівалентній дозі за рахунок зовнішньогоОі - опромінення - 0,05 мЗв/рік на 1 мкР/год. Отже, еквівалентнадоза за місяць складе

0,05 в€™1000/12 = 4,17 мЗв.

Завдання №51

Яке зрадіоактивних випромінювань (О± -, ОІ -, Оі -) представляє найбільшунебезпека в разі: а) внутрішнього б) зовнішнього опромінення?

Відповідь.

а)Найбільшу небезпеку в разі внутрішнього опромінення представляють О± - активнір...адіонукліди. Внутрішнє опромінення ділиться, всвою чергу, на пероральне при попаданні радіоактивних речовин всередину з їжеюабо водою і інгаляційної при диханні з повітрям. Вцьому випадку О± - випромінювання Тутосновний вплив на людину надають О± - радіонукліди, за своїм шкідливому впливу вони істотно перевершують ОІ-, І Оі - випромінюванняядер. О± - активні радіонуклідиволодіють високою іонізаційної здатністю, вражають внутрішні органилюдини, прискорюючи появу первинних реакцій радіаційного ураження(Запаморочення, блювота і т.п.).

Для запобіганнявнутрішнього опромінення О± - активними радіонуклідами використовують засобиіндивідуального захисту органів дихання, шлунково-кишкового тракту і шкірнихпокривів.

б) Найбільшу небезпеку в разі зовнішнього опромінення представляютьОі - активні радіонукліди. Це обумовлено електромагнітної природоювипромінювання, іншими словами, це електромагнітні коливання дуже великийчастоти, що розповсюджуються в просторі із швидкістю світла випускаються приядерних перетвореннях. Основними процесами взаємодії з речовиною єфотоефект, комптонівське розсіяння (комптон-ефект) і освітуелектронно-позитронного пар. Таким чином, в результаті всіх процесівуповільнення і захоплення Оі - квантів відбувається іонізація речовини. Це вкрайважливий момент: якщо мова йде про тканини людського тіла, то іонізація іобумовлює шкідливий біологічний вплив випромінювання на живий організм.

Розрізняють такіосновні методи захисту від дії Оі - випромінювання:

- зменшення тривалості роботи на територіях або вприміщеннях, де є джерела Оі - випромінювання;

- збільшення відстані від працюючого до джерела;

- зменшення до мінімально можливої вЂ‹вЂ‹активності використовуваногорадіоактивного препарату;

- спорудження захисних огороджень (стінок, екранів, контейнерів і т.д.) з поглинаючих матеріалів між джерелом і зоною розміщення персоналу. Длястислості ці можливі способи захисту називають відповідно захист часом,відстанню, кількістю і екрануванням.

Завдання №52

Охарактеризуйтерадіоактивну обстановку у Вашому районі та у Вашій області.

Відповідь. Згідно Постанови Ради Міністрів Республіки Білорусь від 23грудня 2004 р. № 1623 В«Про затвердження переліку населених пунктів і об'єктів,знаходяться в зонах радіоактивного забруднення В»перелік населених пунктів іоб'єктів, що знаходяться в зонах радіоактивного забруднення по Вітебській областівиглядає наступним чином: Населені пункти

Зона проживанняз періодичним радіаційним контролем - територія з щільністю забруднення грунтівцезієм-137 від 1 до 5 Кі/кв.км або стронцієм-90 від 0,15 до 0,5 Кі/кв.км абоплутонієм-238, 239, 240 від 0,01 до 0,02 Кі/кв.км, де середньорічна ефективнадоза опромінення населення не повинна перевищувати 1 мЗв на рік:

- Толочінскій район: Толочінскій сільська Рада: д.Новая Будовка,д.Сані. Глубокський район в даний перелік не входить, отже можнаговорити про те, що радіоактивна обстановка в районі не перевищує допустимихнорм.

Завдання №53

Сформулюйтепрактичні рекомендації, дотримання яких при знаходженні на забрудненихтериторіях дозволяє істотно зменшити ризик несприятливих радіаційнихнаслідків.

Відповідь.

Для зменшення ризикунесприятливих радіаційних наслідків при знаходженні на забрудненихтериторіях необхідно:

1. По можливості скоротити час перебування в радіоактивній зоні.

2. Тримаються як можна далі від джерела радіаційного зараження.

3. Використовувати необхідні заходи захисту:

-тримати вікна закритими;

-щоденне вологе прибирання приміщень, видалення пилу;

-використовувати маску, перебуваючи в курному місці;

-надягати захисні рукавички при роботі з зараженими матеріалами;

-регулярно проходити медичні обстеження, навіть якщо ознакі симптомів радіаційної хвороби не спостерігається.

Необхідно чіткорозділяти поняття В«всерединіВ» і В«зовніВ». Верхній одяг і взуття слід зберігатиокремо від тієї, яка носиться будинку, так як верхній одяг має більшвисокий рівень радіоактивного забруднення. Не приносити в будинок ніякихпредметів, які можуть бути зараженими. Ретельно митися (приймати душ)після кожного повернення з вулиці і прати одяг, який носили поза домом.

Після закінченнявпливу радіації необхідно позбавиться від одягу, яка використовувалася взабрудненій зоні, або відправити її на знезараження.

Поруч із проникненнямрадіоактивних частинок в організм з повітрям при диханні, другим основним шляхомвнутрішнього радіаційного зараження є потрапляння через травнийтракт. Тому необхідно дотримуватися таких основних правил:

- брати воду з джерела, яке не піддавався радіаційногозараженню;

- уникати вживання місцевих продуктів харчування. Якщо іншіпродукти не доступні, Лікувально - профілактичні та санітарно - гігієнічнізаходи щодо зменшення надходження радіонуклідів в організм людини ззабрудненими продуктами харчування зводяться до наступного:

1) проведенняпо можливості радіаційної кулінарної обробки харчових продуктів,яка передбачає, зокрема, приготування не смажених або тушкованих, авідварних продуктів;

2) приготуванняВ«ВториннихВ» бульйонів і відвару, тобто м'ясо або рибу протягом 2 - 3 годинспочатку вимочують у холодній воді, потім вода зливається, продукти заливаютьновою порцією води, доводять до кипіння і воду знову зливають, варіння закінчуютьновою порцією води;

3) повнеочищення коренеплодів і овочів від частинок землі, ретельна їх промивка і зняттяшкірки, широке використання засолювання або маринування овочів і фруктів;

-необхідно використовувати йодовану сіль замість звичайноїкухонної, якщо це можливо, приймати йод у таблетках;

-раціон харчування повинен містити продукти, що підвищують стійкістьорганізму до радіації (морська капуста, кальмари і т. д.) і містять метіоніні сприяють виведенню радіонуклідів з організму (молочнокислі продукти,сир, яйця, риба). Для прискорення виведення цезію з організму бажановживати продукти, багаті калієм (буряк, горіхи, урюк, курага). Продукти,містять у великій кількості кальцій, сприяють виведенню з організмустронцію (молочні продукти, квасоля, горох, геркулес, морква, капуста та ін);

-вітаміни надають теж протипроменевого ефект. Дія вітамінівзводиться до забезпечення оптимальної життєдіяльності організму, до підйому йогоРадіостійкість. Тому в раціон харчування добре включати овочі і фрукти,багаті вітаміном С (капуста, лимони, цитрусові, чорна смородина та ін),вітаміном Е (сливи, зелений горошок та ін.) Сприятливий вплив робитьвживання овочевих і фруктово-ягідних соків, особливо з м'якоттю. Соки зм'якоттю добре сорбують радіонукліди. Для прискореного виведення радіонуклідівз організму вживають продукти, що прискорюють моторну функцію кишечника. Цепродукти, що містять велику кількість клітковини: перлова крупа, пшоно,білково-висівковий хліб, ягоди та фрукти.

Немає підставзалишатися в ізоляції, необхідно більше спілкуватися з іншими людьми. Не сліддраматизувати ситуацію, представляючи її гірше ніж насправді. Необхіднопам'ятати про те, що деякий час жити в радіаційній зоні в принципі можливо(Це залежить від рівня радіоактивності), але для цього потрібна певнасамодисципліна.

плутоній розпад опромінення радіація обстановка

ЛІТЕРАТУРА

1. Радіаційна безпека. Методичні вказівки та контрольнаробота для слухачів заочного навчання/А.В. Ільюшонок - Мінськ: ВПТУ МВС РБ,1997

2. Багатир В.А., Бусел А.В., Дорожко С.В. Методичний посібникз основ радіаційної безпеки та радіаційного екології для студентівтехнічних вузів республіки. Частина 1. Мн.: БГПА, 1992.

3. Асаенок І.С., Лубашев Л.П., Навоша А.І. Радіаційна безпека.Навчальний посібник. Мн.: БДУ, 2000.

4. Ільїн Л.А., Кирилов В.Ф., Коренков І. П. Радіаційна гігієна.М.: В«МедицинаВ», 1999.

5.... Постанова Ради Міністрів Республіки Білорусь від 23грудня 2004 р. № 1623 В«Про затвердження переліку населених пунктів і об'єктів,знаходяться в зонах радіоактивного забруднення В».