Внешнее и внутреннее облучение, понятие, опасность для человека

Ростовский государственный  экономический институт (РИНХ)

 

 

 

 

 

 

 

Внешнее и внутреннее облучение, понятие, опасность для человека.

Реферат по БЖД

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент группы ЭКZ-411,

Лизунов В.А.

Проверила:

Доцент Хван Т.А.

 

 

 

Ростов-на-Дону

2013

 

Содержание.

Введение…………………………

1. Источники излучения ……..

1.1. Естественные источники …

1.2. Космическое излучение.………………

1.3. Внешнее облучение  от радионуклидов 
земного происхождения

2. 2. Радиация от источников, созданных человеком….

2.1. Внешнее облучение …………………

2.2.Внутреннее облучение………….

Заключение…………….

Список литературы…………

 

Введение.

 

Прежде чем говорить об облучение, мне бы хотелось дать определение  данному слову, что оно означает.

Облучение¹ - воздействие излучений (инфракрасного, ультрафиолетового, ионизирующего) на вещество или биологические объекты…

Как видно из определения  существуют различные виды излучений, я же затрону в своей работе некоторые. И так определимся  с целью моей работы.

Целью данной работы является ознакомление с различными путями при  помощи, которых излучение достигает  ткани организма и воздействует на них, постараемся дать определение  внешнему и внутреннему облучениям, и выявить какую опасность  они представляют для человека.

 

1. Источники излучения

1.1 Естественные  источники

Жизнь на Земле возникла и продолжает развиваться в условиях постоянного облучения. Мы живем в мире, в котором избежать облучения ионизирующим излучением невозможно. Радиационный фон земли можно сложить из трех компонентов:

1. космическое излучение
2. излучение от рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов
3. излучение от искусственных (техногенных) радионуклидов.

Облучение по критерию месторасположения  источников излучения уже делится  внешнее и внутреннее.  
Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека. Об этом подробнее я расскажу позднее.

1.2. Космическое  излучение.

 

Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным  полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного  излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны  и альфа-частицы. Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение  состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейтронов. 
    Поглощенная мощность дозы космического излучения в воздухе на уровне моря равна 32 нГр/час и формируется в основном мюонами. Для нейтронов на уровне моря мощность поглощенной дозы составляет 0.8 нГр/час и мощность эквивалентной дозы составляет 2.4 нЗв/час. За счет космического излучения большинство населения получает дозу, равную около 0.35 мЗв в год.

Космическому внешнему облучению  подвергается вся поверхность Земли. Однако облучение это неравномерно. Интенсивность космического излучения  зависит от солнечной активности, географического положения объекта  и возрастает с высотой над  уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого - магнитное  поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения. Наибольший эффект действия космического внешнего облучения связан с зависимостью космического излучения от высоты

Солнечные вспышки представляют большую  радиационную опасность во время  космических полетов. Космические  лучи, идущие от Солнца, в основном состоят  из протонов широкого энергетического  спектра (энергия протонов до 100 МзВ), Заряженные частицы от Солнца способны достигать Земли через 15-20 мин после того, как вспышка на его поверхности становится видимой. Длительность вспышки может достигать нескольких часов.

Величина дозы радиоактивного облучения, получаемая человеком, зависит от географического  местоположения, образа жизни и характера  труда. Например на высоте 8 км мощность эффективной дозы составляет 2 мкЗв/час, что приводит к дополнительному облучению при авиаперевозках.

При трансконтинентальном перелете на обычном турбовинтовом самолете, летящем со скоростью ниже скорости звука (Т_полета ≈ 7.5 часа), индивидуальная доза, получаемая пассажиром (50 мкЗв), на 20 % больше, чем доза, полученная пассажиром сверхзвукового самолета (Т_полета ≈ 2.5 часа) (40 мкЗв), хотя последний подвергается более интенсивному облучению из-за большей высоты полета. Коллективная эффективная доза от глобальных авиаперевозок достигает 10⁴ чел-Зв, что составляет на душу населения в мире в среднем около 1 мкЗв за год, а в Северной Америке около 10 мкЗв.

1.3. Внешнее облучение от радионуклидов 
земного происхождения

 

В настоящее время на Земле  сохранилось 23 долгоживущих радиоактивных  элемента с периодами полураспада  от 10⁷ лет и выше.

В трех радиоактивных семействах: урана (²³⁸U), тория (²³²Th) и актиния (²³⁵Ас) в процессах радиоактивного распада постоянно образуется 40 радиоактивных изотопов. Средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников, составляет около 0.35 мЗв, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы, обусловленной облучением из-за космического фона на уровне моря.

Однако уровень земной радиации неодинаков в различных  районах. Так, например, в 200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 260 мЗв в год. На юго-западе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе, вдоль которой тянутся пески, богатые торием. Эта группа лиц получает в среднем 3.8 мЗв в год на человека. Как показали исследования, во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США около 95% населения живут в местах с дозой облучения от 0.3 до 0.6 мЗв в год. Около 3% получает в среднем 1 мЗв в год и около 1.5% более 1.4 мЗв в год.

Если человек находится  в помещении, доза внешнего облучения  изменяется за счет двух противоположно действующих факторов: 
    1) Экранирование внешнего излучения зданием. 
    2) Облучение за счет естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которого построено здание. 
    В зависимости от концентрации изотопов ⁴⁰К, ²²⁶Ra и ²³²Th в различных строительных материалах мощность дозы в домах изменяется от 4·10^-8 до 12·10^-8 Гр/ч. В среднем в кирпичных, каменных и бетонных зданиях мощность дозы в 2-3 раза выше, чем в деревянных.

 

2. Радиация от  источников, созданных человеком

В результате деятельности человека во внешней среде появились  искусственные радионуклиды и источники  излучения. В природную среду  стали поступать в больших  количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр Земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами. Сюда относятся геотермические электростанции, создающие в среднем выброс около 4·10¹⁴ Бк изотопа ²²²Rn на 1 ГВт выработанной электроэнергии; фосфорные удобрения, содержащие ²²⁶Ra и ²³⁸U (до 70 Бк/кг в Кольском апатите и 400 Бк/кг в фосфорите); уголь, сжигаемый в жилых домах и электростанциях, содержит естественные радионуклиды ⁴⁰К, ²³²U и ²³⁸U в равновесии с их продуктами распада.

За последние несколько  десятилетий человек создал несколько  тысяч радионуклидов и начал  использовать их в научных исследованиях, в технике, медицинских целях  и др. Это приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельными людьми, так и населением в целом. Иногда облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается  в тысячи раз интенсивнее, чем  от природных источников. 
    В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит внешнее радиактивное облучение при диагностике и лечении. В развитых странах на каждую тысячу населения приходятся от 300 до 900 таких обследований в год не считая массовой флюорографии и рентгенологических обследований зубов.

Для исследования различных процессов, протекающих в организме и для диагностики опухолей используются также радиоизотопы, вводимые в организм человека. В промышленно развитых странах ориентировочно проводится 10 - 40 обследований на 1 млн. жителей в год. Коллективные эффективные эквивалентные дозы составляют  20 чел-Зв на 1 млн. жителей в Австралии и  150 чел-Зв в США. 
    Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников облучения в медицине, в промышленно развитых странах составляет   1 мЗв в год на каждого жителя, т.е. примерно половину средней дозы от естественных источников.

 

 

2.1 Внешнее облучение 

Внешнее облучение от источника, расположенного вне организма. Оно вызывается гамма-излучением, рентгеновским излучением, нейтронами, которые глубоко проникают в организм, а также бета-лучами с высокой энергией, способными проникать в поверхностные слои кожи. Источниками фонового внешнего облучения являются космические излучения, гамма-излучающие нуклиды, которые содержатся в породах, почве, строительных материалах (бета-лучи в этом случае можно не учитывать в связи с низкой ионизацией воздуха, большим поглощением бета-активных частиц минералами и строительными конструкциями).

 

Рассчитаем дозу, которую  получает человек за счет внешнего облучения космическими излучениями

= 28мрад/год (0,28 мГр/год), где       Дк – поглощённая доза за счёт космических излучений;

1,95 – число пар ионов,  возникающих в 1 см3 за счет  космических лучей за 1 с (для средних широт);

3,6•103  – число сек в 1 часе;

24 – число часов в  сутках;

365 – число дней в  году;

2,08•109 – число пар ионов,  возникающих при дозе в 1Р;

103 – коэффициент перевода  дозы в мрад;

1,07 – коэффициент перевода  дозы из рентген в рад.

Таким образом, 28 мрад/год  является средней дозой, которую  получает человек за счёт космических  лучей.

Значительная часть от суммарной дозы внешнего облучения  обусловлено естественными источниками  радиации, она образуется за счет гамма-излучающих веществ, содержащихся в поверхностном слое пород и почв.Так, мощность поглощенной дозы в воздухе, которая образуется за счёт калия-40 составляет в среднем 16 нГр/час, урана-238- 11 нГр/час, тория –232 – 17 нГр/час. Доза за год составляет для калия 0,06-0,354 мГр, урана – 0,165-0,263 мГр. В некоторых районах Бразилии мощность гамма-излучения достигает 10 мГр в год. Более 95% населения Земли проживает в условиях, где мощность гамма-излучения составляет в воздухе 30- 
70 нГр/час (в среднем 50 нГр/час).

Годовая эквивалентная доза, обусловленная гамма-излучением естественных радионуклидов, содержащихся в почве, оценивается путем умножения средней мощности поглощенной дозы в воздухе на относительное время нахождения человека на открытой местности (равное 0,2) и на коэффициент, равный 0,7 (отношение мощности эквивалентной дозы к поглощённой дозе в воздухе для средних значений гамма-излучения).

Д=50 нГр/час х 0,7 3в/Гр х 8760 часов в год х 0,2=61 мк3в/год

Доза за счёт облучения  внутри помещений составляет 290 мк3в/год.

В качестве средней дозы принимается эквивалентная доза в  
350 мк3в/год=0,35 м3в/год.

Доза внешнего облучения, которая обусловлена бета-частицами  естественных радионуклидов, содержащихся в почве и воздухе, составляет  
7 мк3в/год=0,007 м3в/год.

 

2.2 Внутреннее облучение

внутреннее облучение от ионизирующих излучений радиоактивных веществ, находящихся внутри организма (при вдыхании, поступлении с водой и пищей, проникновении через кожу). В организм попадают как естественные, так и искусственные радиоизотопы. Подвергаясь в тканях тела радиоактивному распаду, эти изотопы излучают альфа-, бета-частицы, гамма-лучи.

Существует ряд особенностей, которые делают внутреннее облучение во много раз более опасным, чем внешнее (при одних и тех же количествах радионуклидов):

1.  При внутреннем облучении увеличивается время облучения тканей организма, так как при этом время облучения совпадает со временем нахождения РВ в организме (при внешнем облучении доза определяется временем нахождения в зоне радиационного воздействия).

2.  Доза внутреннего облучения резко возрастает из-за практически бесконечно малого расстояния до тканей, которые подвергаются ионизирующему воздействию (так называемое контактное облучение).