МИНИСТЕРСТВО ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИБЕЛАРУСЬ
КОМАНДНО — ИНЖЕНЕРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кафедра общеобразовательных дисциплин
Контрольная работа № 1
по дисциплине: «Радиационнаябезопасность»
Вариант 03
Номер зачетной книжки: 06/123
Выполнил: слушатель 65А взвода
сержант внутренней службы
Телица Александр Васильевич
Минск – 2010
Вариант 03
Номеразаданий: 4, 14, 24, 34, 44, 51, 52, 53.
Задание № 4
В какоеядро превратится ядро плутония 239Pu, испустив α – частицу?Записать уравнение реакции.
Решение.
Альфа-распадзаключается в самопроизвольном испускании ядром α – частицы (ядра гелия 42He). Схема α – распада:
AZX à A-4Z-2Y + 42He
Обозначимнеизвестное ядро символом АZХ. 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 спорядковым номером 92 в периодической системе – уран. Следовательно, ядро 239Pu превратится в ядро 235U.
Уравнениереакции имеет вид:
239Pu à 235U + 42He
Задание №14
За какое времяот начального количества ядер 137Cs останется 10 %?
Решение.
Согласнозакону радиоактивного распада
N = N0 е-λtили dN = – λN dt, (14.1)
где:
N– число ядер в начальный момент времени (t = 0),
N– число ядер, оставшихся к моменту времени t,
dN – число ядер, распавшихсяза малый интервал времени dt,
λ – постоянная радиоактивного распада (вероятность распада ядра вединицу времени).
Число ядер, распавшихся за время t
∆N = N– N = N0 (1– e– λt) (14.2)
Из (14.2) имеем:
∆N/ N= 1– e– λt(14.3)
Связь между периодом полураспада Т½и постояннойраспада
l= ln2⁄ Т½(14.4)
Подставив(14.4) в (14.3), получим
∆N/ N= 1– e— ( ln2 / Т½ ) t= 1– 2— ( t/ Т½ ) (14.5)
Обозначим величину t/ Т½ = k, С учётом этого (14.5)перепишем в виде
∆N/ N=1– 2 – k, откуда
k= (ln1– ln(∆N/ N)) / ln2
Доляраспавшихся атомов ∆N/ N0 = 0,90 (по заданию).
Произведёмвычисления
k=(ln1– ln0,90) / ln2= (0–(-0,1054)) / 0,6931= 0,1521
Периодполураспада Т½ 137Cs принимаем равным 30 лет([1] прил. табл. 3)
Находимвремя t за которое распадётся 90% начального количества 137Cs
t= Т½ ∙k= 30 ∙0, 1521 ≈4,6 лет.
Задание №24
Интенсивностьузкого пучка γ – квантов после прохождения через слой свинца, толщиной 4см уменьшилась в 8 раз. Определить толщину слоя половинного ослабления.
Решение.
Слоемполовинного ослабления называется слой вещества, толщина Х½ которого такая, что поток проходящих через негоγ – квантов уменьшается в два раза. Связь между толщиной слоя половинногоослабления и линейным коэффициентом ослабления:
ln 2 0,693
Х½ = — = ----------(24,1)
µ µ
Длясвинцовой плиты х = 4 см, n0 / n = 8 (по условию)
Изуравнения n = n0e-µx выразим линейный коэффициент ослабления.
µсвинца= ( ln ( n0 / n ) ) / x = ln 8 / 4 = 0,52
Толщинуполовинного слоя ослабления вычислим по формуле (24,1)
ln 2 0,693
Х½ = — = — = 1,33 см
µ0,52
Задание №34
Определитьмассу изотопа 131J, имеющего активность А = 37 кБк. Период полураспада считатьизвестным.
Решение.
Активность Арадиоактивного источника – число радиоактивных распадов, происходящих висточнике за единицу времени. Если в источнике за время dtраспадётся dN атомов, то
А = dN/ dt= λN(34.1)
где
λ – постоянная распада,
N – число атомоврадиоактивного изотопа.
N = mNA/ M, (34.2)
где
m – масса изотопа,
M - его молекулярнаямасса,
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
Производимвычисления, учитывая, что
ln 2 0,693
λ = — = — = 1,004 ∙ 10 — 6
Т½ 6,9 ∙ 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
Оценитьэквивалентную дозу, получаемую за счёт внешнего γ – облучения за месяцнахождения на территории с мощностью экспозиционной дозой 1 мР / час
Решение.
Переходнойкоэффициент от уровня экспозиционной дозы к эквивалентной дозе за счёт внешнегоγ – облучения – 0,05 мЗв/год на 1 мкР / час. Следовательно, эквивалентнаядоза за месяц составит
0,05 ∙1000 / 12 = 4,17 мЗв.
Задание №51
Какое израдиоактивных излучений (α –, β –, γ –) представляет наибольшуюопасность в случае: а) внутреннего б) внешнего облучения?
Ответ.
а)Наибольшую опасность в случае внутреннего облучения представляют α – активныерадионуклиды. Внутреннее облучение делится, всвою очередь, на пероральное при попадании радиоактивных веществ внутрь с пищейили водой и ингаляционной при дыхании с воздухом. Вэтом случае α – излучение Здесьосновное воздействие на человека оказывают α – радионуклиды, по своему вредному воздействию они существенно превосходят β–, и γ – излучениеядер. α – активные радионуклидыобладают высокой ионизационной способностью, поражают внутренние органычеловека, ускоряя появление первичных реакций радиационного поражения(головокружение, рвота и т.п.).
Для предотвращениявнутреннего облучения α – активными радионуклидами используют средстваиндивидуальной защиты органов дыхания, желудочно-кишечного тракта и кожныхпокровов.
б) Наибольшую опасность в случае внешнего облучения представляютγ – активные радионуклиды. Это обусловлено электромагнитной природойизлучения, другими словами, это электромагнитные колебания очень большойчастоты, распространяющиеся в пространстве со скоростью света испускаемые приядерных превращениях. Основными процессами взаимодействия с веществом являютсяфотоэффект, комптоновское рассеяние (комптон-эффект) и образованиеэлектронно-позитронных пар. Таким образом, в результате всех процессовзамедления и захвата γ – квантов происходит ионизация вещества. Это крайневажный момент: если речь идет о ткани человеческого тела, то ионизация иобусловливает вредное биологическое воздействие излучения на живой организм.
Различают следующиеосновные методы защиты от воздействия γ – излучения:
- уменьшение продолжительности работы на территориях или впомещениях, где имеются источники γ – излучения;
- увеличение расстояния от работающего до источника;
- уменьшение до минимально возможной активности используемогорадиоактивного препарата;
- сооружение защитных ограждений (стенок, экранов, контейнеров и т.д.) из поглощающих материалов между источником и зоной размещения персонала. Длякраткости эти возможные способы защиты называют соответственно защита временем,расстоянием, количеством и экранировкой.
Задание №52
Охарактеризуйтерадиоактивную обстановку в Вашем районе и в Вашей области.
Ответ. Согласно Постановления Совета Министров Республики Беларусь от 23декабря 2004 г. № 1623 «Об утверждении перечня населенных пунктов и объектов,находящихся в зонах радиоактивного загрязнения» перечень населенных пунктов иобъектов, находящихся в зонах радиоактивного загрязнения по Витебской областивыглядит следующим образом: Населенные пункты
Зона проживанияс периодическим радиационным контролем — территория с плотностью загрязнения почвцезием-137 от 1 до 5 Ки/кв.км либо стронцием-90 от 0,15 до 0,5 Ки/кв.км илиплутонием-238, 239, 240 от 0,01 до 0,02 Ки/кв.км, где среднегодовая эффективнаядоза 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 можноговорить о том, что радиоактивная обстановка в районе не превышает допустимыхнорм.
Задание №53
Сформулируйтепрактические рекомендации, соблюдение которых при нахождении на загрязнённыхтерриториях позволяет существенно уменьшить риск неблагоприятных радиационныхпоследствий.
Ответ.
Для уменьшения рисканеблагоприятных радиационных последствий при нахождении на загрязнённыхтерриториях 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 признакови симптомов радиационной болезни не наблюдается.
Необходимо чёткоразделять понятия «внутри» и «снаружи». Верхнюю одежду и обувь следует хранитьотдельно от той, которая носится дома, так как верхняя одежда имеет болеевысокий уровень радиоактивного загрязнения. Не приносить в дом никакихпредметов, которые могут быть заражёнными. Тщательно мыться (принимать душ)после каждого возвращения с улицы и стирать одежду, которую носили вне дома.
После окончаниявоздействия радиации необходимо избавится от одежды, которая использовалась взагрязнённой зоне, или отправить её на обеззараживание.
Наряду с проникновениемрадиоактивных частиц в организм с воздухом при дыхании, вторым основным путёмвнутреннего радиационного заражения является попадание через пищеварительныйтракт. Поэтому необходимо соблюдать следующие основные правила:
- брать воду с источника, который не подвергался радиационномузаражению;
- избегать употребления местных продуктов питания. Если другиепродукты не доступны, Лечебно – профилактические и санитарно – гигиеническиемероприятия по уменьшению поступления радионуклидов в организм человека сзагрязненными продуктами питания сводятся к следующему:
1) проведениепо возможности радиационной кулинарной обработки пищевых продуктов,предусматривающей, в частности, приготовление не жаренных или тушенных, аотварных продуктов;
2) приготовление«вторичных» бульонов и отвара, т. е. мясо или рыбу в течение 2 – 3 часовсначала вымачивают в холодной воде, затем вода сливается, продукты заливаютновой порцией воды, доводят до кипения и воду опять сливают, варку заканчиваютновой порцией воды;
3) полноеочищение корнеплодов и овощей от частиц земли, тщательная их промывка и снятиекожуры, широкое использование засолки или маринования овощей и фруктов;
- необходимо использовать йодированную соль вместо обычнойповаренной, если это возможно, принимать йод в таблетках;
- рацион питания должен содержать продукты, повышающие устойчивостьорганизма к радиации (морская капуста, кальмары и т. д.) и содержащие метионини способствующие выведению радионуклидов из организма (молочнокислые продукты,творог, яйца, рыба). Для ускорения выведения цезия из организма желательноупотреблять продукты, богатые калием (свекла, орехи, урюк, курага). Продукты,содержащие в большом количестве кальций, способствуют выведению из организмастронция (молочные продукты, фасоль, горох, геркулес, морковь, капуста и др.);
- витамины оказывают тоже противолучевой эффект. Действие витаминовсводится к обеспечению оптимальной жизнедеятельности организма, к подъему егорадиоустойчивости. 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 оказываетупотребление овощных и фруктово-ягодных соков, особенно с мякотью. Соки смякотью хорошо сорбируют радионуклиды. Для ускоренного выведения радионуклидовиз организма употребляют продукты, ускоряющие моторную функцию кишечника. Этопродукты, содержащие большое количество клетчатки: перловая крупа, пшено,белково-отрубный хлеб, ягоды и фрукты.
Нет основанийоставаться в изоляции, необходимо больше общаться с другими людьми. Не следуетдраматизировать ситуацию, представляя её хуже чем на самом деле. Необходимопомнить о том, что некоторое время жить в радиационной зоне в принципе возможно(это зависит от уровня радиоактивности), но для этого требуется определённаясамодисциплина.
плутоний распад облучение радиация обстановка
ЛИТЕРАТУРА
1. Радиационная безопасность. Методические указания и контрольнаяработа для слушателей заочного обучения / А.В. Ильюшонок – Минск: ВПТУ МВД РБ,1997
2. Багатырев В.А., Бусел А.В., Дорожко С.В. Методическое пособиепо основам радиационной безопасности и радиационной экологии для студентовтехнических 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.
5. Постановление Совета Министров Республики Беларусь от 23декабря 2004 г. № 1623 «Об утверждении перечня населенных пунктов и объектов,находящихся в зонах радиоактивного загрязнения».