Презентация "Источники ионизирующего излучения" по физике – проект, доклад

Источники ИИ и загрязнений окружающей среды РВ

Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных и искусственных источников ионизирующих излучений, которые образуют радиационный фон.

1.Естественные источники ИИ

Естественные источники ИИ – это есть совокупность космического излучения, излучения от естественных радионуклидов, рассеянных в атмосфере, литосфере, гидросфере и находящихся в составе биологических организмов: все эти излучения образуют природный радиационный фон (ПРФ) или естественный радиационный фон (ЕРФ), средняя эффективная доза которого составляет 2000 мкЗв в год на человека. По рекомендации Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) радиационный уровень: 10-20 мкР/ч или 0,1- 0,2 мкЗв/ч – нормальный (естественный фон); 20-60 мкР/ч или 0,2 - 0,6 мкЗв/ч – допустимый; 60-120 мкР/ч или 0,6 -1,2 мкЗв/ч – повышенный.

Искусственные источники ИИ – это совокупность ИИ и РВ, образующихся в результате ядерных взрывов, деятельности атомных электростанций, извлечения полезных ископаемых из недр Земли, применения ИИ и РВ в медицине, науке, в других отраслях хозяйственной деятельности человека. Совокупность этих источников составляет искусственный радиационный фон – ИРФ, который в настоящее время в целом по земному шар добавляет к ЕРФ лишь 1-3 %.

Схема воздействия на человека ионизирующей радиации (ИИ)

1. Космическое излучение: первичное космическое излучение - это ИИ, непрерывно падающее на поверхность Земли из космического пространства; состоит из: протонов – 92 %, альфа-частиц – 7 %, ядер атомов лития, бериллия, углерода, азота и кислорода и др. вторичное космическое излучение - ИИ образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха (N; O; C и др.) состоит из электронов, нейтронов, мезонов и фотонов; максимум его интенсивности находится на высоте 20-30 км, на уровне моря интенсивность излучения составляет около 0,05 % от первоначального.

Источники естественного радиационного фона (ЕРФ)

Схематическое представление взаимодействия протона (первичное космическое излучение) с ядром атома азота воздуха (вторичное космическое излучение):ρ –протон, n – нейтрон, e- -электрон, e+ - позитрон, λ –фотон, π - пион, µ -мюон.

Глубина проникновения различных видов излучения в организмы млекопитающих

2. Природные радиоактивные вещества - рассеянны в атмосфере, гидросфере, почве и в биологических организмах. Они представлены 3 группами радиоактивных веществ: естественные радионуклиды - 40К, 48Ca, 87Rb, лантаноиды и др., радионуклиды 14C, 3H, 7Be, 10Be, образующимися под действием космических лучей из атмосферного воздуха. естественные радиоактивные семейства 238U, 232Th, 235U и их дочерние продукты распада; Наиболее распространенными радиоактивными изотопами земной коры являются 87Rb, 40К, уран, торий, радий и их дочерние продукты распада, особенно радиоактивные газы: радон-220, радон-222, актинон-219.

Концентрация некоторых радионуклидов и мощности поглощенных доз в почвах различных типов

Наибольшее биологическое значение имеет радионуклид 87Rb, на втором месте по количеству занимает радиоизотоп 40К, но радиоактивность 40К в земной коре превышает радиоактивность суммы всех других естественных радиоактивных элементов за счет того, что распад 40К сопровождается жестким бета- и гамма-излучением, а 87Rb характеризуется мягким бета-излучением и имеет длительный период полураспада. Содержание радионуклидов 238U, 232Th на порядок меньше, чем 87Rb и 40К .

Радионуклид 40К широко рассеян в почве и прочно удерживается глинами, содержится в растениях, особенно много его в бобовых культурах (зерно и вегетативная часть) – горохе, бобах, фасоли, сое, люцерне, клевере и др. Концентрация радионуклидов урана и тория в десятки и сотни, а радия в миллионы раз меньше по сравнению с содержанием радиоактивного калия. Радиоизотоп калий-40 накапливается в пищевых продуктах растительного и животного происхождения в разной степени.

Содержание 40К в пищевых продуктах

Естественные радиоактивные изотопы, не входящие в радиоактивные семейства

Три основных естественных радиоактивных семейства (ряда), наблюдающихся в природе, называются: - семейством (рядом) тория (232 90Th); - семейством (рядом) урана - радия (238 92U и 226 88Ra) ; - семейством (рядом) актиноурана (235 92U); - семейством (рядом) нептуния 237 93Np. Каждый из этих рядов заканчивается образованием различных стабильных изотопов свинца.

Схема распада РН ряда тория - 232 90Th

Схема распада РН ряда урана-радия 238 92U и 226 88Ra)

Схема распада РН ряда актиния (актиноурана 235 92U)

Схема распада РН ряда нептуния 237 93Np

Продукты распада радиоактивных изотопов 238U, 232Th, 235U, 237Np - это газообразные радон 222Rn и 220Rn и др. Они ответственны за 75 % годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от земных источников радиации и за 50 % дозы от всех естественных источников радиации. Радон выделяется из земной коры повсеместно, но уровень ИИ в закрытом, непроветриваемом помещении выше в 8 раз, чем в наружном воздухе.

Источники поступления радона поступление из почвы, фундамента, перекрытия; высвобождение из строительных материалов жилых помещений составляет 60 кБк/сут., из наружного воздуха проникает 10 кБк/сут., высвобождается из воды, используемой в бытовых целях – 4 кБк/сут., выделяется из природного газа при его сгорании – 3 кБк/сут.

Источники и пути поступления радона в одноэтажном доме

Средняя удельная радиоактивность строительных материалов

Примечание. В таблице представлены материалы НКДАР ООН, 1982 г.

Нормативы равновесной концентрации радона в воздухе жилых помещений (Бк/м3)

В качестве других источников земной радиации следует назвать каменный уголь, фосфаты и фосфорные удобрения, природный газ, водоемы и др. В целом естественные источники ИИ ответственны примерно за 90 % годовой эффективной эквивалентной дозы облучения, из которой на долю земных источников приходится 5/6 частей (в основном за счет внутреннего облучения), на долю космических источников – 1/6 часть (в основном путем внешнего облучения).

Эффективные эквивалентные дозы человека от природных (естественных) источников ИИ

Доля разных источников излучения в облучении человека