Радиация и мы

Выполнил проект: Гуриков Анатолий учащийся 9 класса2013 г.
Предмет исследования - уровень радиоактивного излучения, постоянно присутствующий вокруг нас. Цель работы: измерить радиационный фон на территории школы и дома.Задачи исследования:выяснить, каково влияние радиоактивного излучения на организм человека;проанализировать состояния радиационного фона на территории села и школыпопуляризировать информацию, полученную в результате исследовательской работы
Методы исследования: анализ информации из научной литературы, измерение.Рабочая гипотеза. Приступая к исследованию, предположили что, если при проводимых измерениях будет выявлено радиоактивное загрязнение выше нормы, то это позволит планировать восстановительные мероприятия.Этапы моей деятельности:Изучение специальной литературы с целью выяснения факторов влияющих на радиоактивное загрязнение Определение мест и источников для проведения экспериментов.Проведение исследования радиоактивного загрязнения.Обработка результатов
Немного физики
Сто лет назад на протяжении короткого десятилетия было сделано несколько выдающихся открытий, что привело к возникновению и развитию ядерной физики.
Физические величины, характеризующие радиоактивное загрязнениеИонизирующее излучение
Ионизирующее излучение – это любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию электрических зарядов разных знаков.Действие ионизирующих излучений на людей и животных заключается в разрушении живых клеток организма, которое может привести к различной степени заболеваниям, а в некоторых случаях и к смерти. Чтобы оценить влияние ионизирующих излучений на человека (животное), надо учитывать две основных характеристики: ионизирующую и проникающую способности.
Методы обнаружения и измерения
В результате взаимодействия радиоактивного излучения со внешней средой происходит ионизация и возбуждение ее нейтральных атомов и молекул. Эти процессы изменяют физико-химические свойства облучаемой среды. Взяв за основу эти явления, для регистрации и измерения ионизирующих излучений используют ионизационный, химический и сцинтилляционный методы.
Единицы ионизирующих излучений
Доза излучения (поглощенная доза) – энергия радиоактивного излучения, поглощенная в единице облучаемого вещества или человеком. С увеличением времени облучения доза растет. При одинаковых условиях облучения она зависит от состава вещества. Поглощенная доза нарушает физиологические процессы в организме и приводит в ряде случаев к лучевой болезни различной степени тяжести. В качестве единицы поглощенной дозы излучения в системе СИ предусмотрена специальная единица – грей (Гр). 1 грей – это такая единица поглощенной дозы, при которой 1 кг. Облучаемого вещества поглощает энергию в 1 джоуль (Дж). Следовательно 1 Гр = 1 Дж/кг.Поглощенная доза излучения является физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия.Мощность дозы (мощность поглощенной дозы) – приращение дозы в единицу времени. Она характеризуется скоростью накопления дозы и может увеличиваться или уменьшаться во времени. Ее единица в системе Си – грей в секунду. Эта такая мощность поглощенной дозы излучения, при которой за 1 с. в веществе создается доза излучения в 1 Гр.На практике для оценки поглощенной дозы излучения до сих пор широко используют внесистемную единицу мощности поглощенной дозы – рад в час (рад/ч) или рад в секунду (рад/с).
Поглощенная доза ионизирующего излучения
Универсальной мерой воздействия любого вида излучения на вещество является поглощенная доза излучения, равная отношению энергии, переданной ионизирующим излучением веществу, к массе вещества:D = E/m.За единицу поглощенной дозы в СИ принят грей (Гр). Отношение поглощенной дозы излучения ко времени облучения называется мощностью дозы излучения:D = D/t.Единица мощности поглощенной дозы в СИ — гp ей в секунду (Гр/с)
Экспозиционная дозаФизическое воздействие любого ионизирующего излучения на вещество связано, прежде всего, с ионизацией атомов и молекул. Количественной мерой действия ионизирующего излучения служит экспозиционная доза, которая характеризует ионизирующее действие излучения на воздух. В СИ единицей экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг).До сих пор употребляется внесистемная единица экспозиционной дозы - рентген (Р). Относительная биологическая эффективность Биологическое влияние различных видов излучения на организмы животных и растений неодинаково при одинаковой поглощенной дозе излу­чения. Различие биологического действия разных видов излучения характеризуется коэффициентом относительной биологической эффективности (ОБЭ), или коэффициентом качества -k. Коэффициент качества показывает, во сколько раз радиационная опасность от воздействия на живой организм данного вида излучение больше, чем от гамма-излучения. Эквивалентная дозаПоглощенная доза D, умноженная на коэффициент качества k, характеризует биологическое действие поглощенной дозы и называется эквивалентной дозой Н: H = Dk.Единицей эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв).
Вредные эффекты
Согласно заключению Международной комиссии по радиационной защите, вредные эфекты у человека могут наступать при эквивалентных дозах не менее 1,5 Зв/год (150 бэр/год), а в случаях кратковременного облучения – при дозах выше 0,5 Зв (50 бэр). Когда облучение превышает некоторый порог, возникает лучевая болезнь.
Большинство людей ежеминутно подвергается радиационному облучению, даже не подозревая об этом. Речь идет о воздействии фоновой радиации, имеющей природные источники. Дозы облучения, получаемые населением по причине фоновой радиации, обычно варьируются от 1,5 до 3,5 миллизивертов в год, но в отдельных регионах они могут превышать 50 mSv/год. Наиболее высоки уровни фоновой радиации в индийских штатах Керала и Мадрас. Население, проживающее на этой территории (около 140 тысяч человек), получает дозы облучения, превышающие 30 мЗв/год. Из них половина приходится на гамма-излучение, а половина на радон. Сравнимому в количественном отношении облучению подвергается население отдельных районов Бразилии и Судана. Там среднегодовая доза облучения достигает 40 mSv.
Схема влияния радиоактивного излучения на ткани человека
Образование свободных радикалов
Лучевая болезнь
Мощность эквивалентной дозы, создаваемая естественным излучением (земного и космического происхождения), колеблется в пределах 1,5 – 2 мЗв/год и плюс искусственные источники (медицина, радиоактивные осадки) от 0,3 до 0,5 мЗв/год. Вот и выходит, что человек в год получает от 2 до 3 мЗв. Эти цифры примерные и зависят от конкретных условий. По другим источникам, они выше и доходят до 5 мЗв/год.
Радиационный фон
Человек рождается и живет в условиях постоянных излучений. В мире складывается так называемый естественный радиационный фон, включающий космические излучения и излучения радиоактивных элементов, всегда присутствующих в земной коре. Суммарная доза этих облучении, составляющих природный радиационный фон, колеблется в различных районах в довольно широких пределах и составляет в среднем 100 - 200 мбэр (1-2 мЗв) в год или примерно 8 - 20 мкР/ч.
ФОНОВАЯ РАДИАЦИЯ
Медицина
Медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности, вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. Радиация используется как для диагностики, так и для лечения. Одним из наиболее распространенных приборов является рентгеновский аппарат, а лучевая терапия - главный способ борьбы с раковыми опухолями.Если предстоит флюорография грудной клетки, то надо хорошо знать и понять, что такое действие приведет к одно-моментальной дозе 3,7мЗв (370 мбэр). Еще больше даст рентгенография зуба - 30 мЗв (3 бэр). А если вы задумали рентгеноскопию желудка, то здесь вас ждет 300 мЗв (30 бэр) местного облучения. Однако на такое люди идут сами, их никто насильно не тянет, и никакой паники вокруг этого не бывает. Почему? Да потому, что подобное облучение в принципе направлено на исцеление больного. Эти дозы очень небольшие, и организм человека успевает за короткий срок как бы залечить незначительные радиационные поражения и восстановить свое первоначальное состояние.
В медицинских учреждениях и на предприятиях России - сотни тысяч радиоактивных источников различных мощностей и предназначении. Только в Санкт-Петербурге и Ленинградской области зарегистрировано свыше пяти тысяч предприятий, организаций и учреждений, где используются радиоактивные изотопы. А хранятся они к сожалению, из рук вон плохо. Так с одного петербургского предприятия рабочий унес люминесцирующий состав, вовсю излучающий радиацию, выкрасил им свои домашние шлепанцы и выключатели в комнатах: пускай в темноте светятся!
Источники облучения
Самым распространенным источником облучения являются часы со светящимся циферблатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую, ту что обусловлена утечками на АЭС.Источниками рентгеновского излучения являются и цветные телевизоры. Если смотреть передачи в течении года ежедневно по 3 часа - это приведет к дополнительному облучению дозой 0,001 мЗв (0,1 мбэр).А если вы летите самолетом, то здесь получите дополнительное облучение из-за того, что с увеличением высоты уменьшается защитная толщина воздуха. Человек становится более открытым для космических лучей. Так при перелете на расстояние 2400 км. - 10 мкЗв (0,01 мЗв или 1 мбэр), при перелете из Москвы в Хабаровск эта цифра уже составит 40 - 50 мкЗв (4 - 5 мбэр).
Естественные источники
Вы едите, пьете, дышите - все это также сказывается на дозах, которые вы получаете от естественных источников. Например, из-за попадания внутрь организма элемента калий - 40 значительно повышается радиоактивность человеческого тела.
Действие радиации на человека
Экспозиционная доза, Р
Явных поражений нет
20
Легкое изменение состава крови
20-50
Изменение состава крови, плохое самочувствие
50-100
Критическая доза, после которой появляются признаки лучевой болезни
100
Средняя степень болезни (необходимо переливание крови, выздоровление через 4-5 месяцев)
200-400
Тяжелая степень болезни (возможно выздоровление через5-10 месяцев, в тяжелых случаях - смерть)
400-500
Летальная доза при отсутствии лечения
600
Крайне тяжелая степень болезни (необходима пересадка костного мозга, дающая небольшой шанс на выживание)
600-1000
Поражается центральная нервная система, смерть через 2 дня
1250-5000
Мгновенная смерть
20000
Вклад источников ионизирующего излучения в радиационный фон
Вклад источников ионизирующего излучения
Доля, %
Радон
55
Пища, дыхание
11
Земная кора
8
Космические лучи
8
Пром. товары
3
Мед. обследование
4
Мед. рентген
11
Другие источники
1
Уровни облучения
Естественный фон радиации→2 мЗв в год Внешнее облучение →0,65 мЗв в год:1. космические лучи →0,3 мЗв в год;2.земная радиация →0,35 мЗв в год.  Внутреннее облучение →1,25 мкЗв в год:дыхание→ 0,8 мкЗв в годпища→ 0,3 мкЗв в годжилье →0,05 мкЗв в годУровни космического облучениясверхзвуковые самолеты(20000м) →13 мкЗв в годсамолеты(12000м) → 5 мкЗв в годместность(2000м) →0,6 мкЗв в годуровень моря →0,03 мкЗв в год
ПДД
Эквивалентная доза
облучения для лиц, про­фессионально связанных с использованием источников ионизи­рующей радиации.  
20 мЗв за год
уровень разового аварийного облучения для населения
0,1 Зв
систематического об­лучения населения
1 мЗв за год
За все время жизни человека (70 лет) для населения
70 мЗв
Предельно допустимые дозы
Влияние радиоактивного излучения на живые организмы
Соматическое
Генетическое
Оказывается на организм в течении всей жизни. Проявляется в форме онкологических заболеваний.
Сказывается на потомстве данного организма. Проявляется в виде генетического дефекта.
КАК ЗАЩИТИТЬСЯ ОТ РАДИАЦИИ
Ограничивать время пребывания вблизи источников излучения. Этому правилу обязательно должны следовать люди, которые работают с источниками радиоактивного излучения. В этом случае резко снижается риск заболевания.Находится на приемлемом расстоянии от источников радиации. Чем дальше находится человек от источника радиации, тем в меньшей степени она на него воздействует.Строить защитные сооружения. Свинцовые листы, бетонные стены и слой воды способны обеспечить достойную защиту от проникающей радиации, они спасают даже от гамма-лучей. Высокорадиоактивные материалы часто хранят под водой, в комнатах с толстыми бетонными стенами, обшитыми свинцом.Работать с радиацией в условиях изоляции от внешней среды. Радиоактивные материалы не должны попасть в окружающую среду. Изотопы, используемые, к примеру, в медицине упаковываются в специальные герметичные контейнеры, а ядерные реакторы обязательно снабжаются многоуровневой системой защиты. В помещениях таких станций давление воздуха поддерживается более низким, чем атмосферное, поэтому воздух снаружи может проникнуть в эти помещения, но из них не выходит.
Исследование радиационного фона на территории школы с. Коробец
ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Целью моей исследовательской работы явилось измерение радиационного фона на территории села КоробецРадиационная экспертиза - очень важная и ответственная экспертиза. С ее помощью выявляются опасные зоны для проживания. Исследования радиационного фона были проведены мною в зимний период. Данные получены с помощью дозиметра бытового,предназначенного для индивидуального использования населением с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях.
Дозиметр
Конструктивно дозиметр выполнен в виде удобно умещающегося в ладони прибора с жидкокристаллическим индикатором, двумя переключателями "ВКЛ" и установки режима измерения и тремя кнопками "КОНТРОЛЬ", "ПУСК" и "СТОП" на лицевой стороне прибора и защитного экрана -с противоположной стороны. Для размещения контролируемых продуктов имеется кювета. Детектор - два счетчика СБМ-20. Питание - от батарейки 9В типа "КОРУНД".Диапазон измерения мощности экспозиционной дозы 0,01 – 9,999 мР/час
Порядок проведения измерений
1. Определяем:а ) каков порядок подготовки его к работе;б ) какие виды ионизирующих излучений он измеряет;в ) в каких единицах регистрирует прибор мощность дозы излучения;г ) какова длительность цикла измерения;д ) каковы границы абсолютной погрешности измерения;е ) каков порядок контроля и замены внутреннего источника питания;ж ) каково расположение и назначение органов управления работой прибора.2. Готовим прибор для измерения мощности дозы излучения.3.Измеряем 8 – 10 раз уровень радиационного фона, записывая каждый раз показание дозиметра.4.Вычислите среднее значение радиационного фона.5.Вычисляем, какую дозу ионизирующих излучений получит человек , если среднее значение радиационного фона на протяжении года изменяться не будет. Сопоставляем ее со значением, безопасным для здоровья человека.6. Сравниваем полученное среднее значение фона с естественным радиационным фоном, принятым за норму, - 0,15 мкЗв/ч.
Кабинет
Уровень излучения (мR/Ч)
Прибор
Уровень излучения (мR/Ч)
Русского и Литературы
16  
Телефон (нокия)
11
Истории
11
Монитор компьютера (на трубке)
10
4 класс
13
Ключи с брелоком
8
Математике
12
Телефон (айфон)
11
Биологии
9
Магнитофон с флэш картой
8
Немецкого яз.
11
Розетка
15
Физики
13
Градусник
12
Географии
13
Лампа дневного света
13
Учительская
8
Телевизор плазменный
10
О.Б.Ж
16
Микроволновая печь
18
1 класса
13
Телефон (смартфон)
15
Музыки
11
Пылесос
13
Трудового обучения
12
Розетка (без нагрузки)
13
Музей
8
Розетка (с нагрузкой)
15
Спортивный зал
12
Передатчик (Шарманка)
29
Столовая
10
Принтер (школьный лазерный)
14
Коридор (1 этаж)
12
Синтезатор
13
Коридор(2 этаж)
11
Компьютер
14
Библиотека
12
Усилитель УНЧ
14
  Жилой дом 
 
Стиральная машина
15
 
Обогреватель
14
 
Лампа накала
12
 Лаборантская 
 
Проектор
14
 
Кинопроектор
14
Вывод:
При исследовании радиационного фона квартире и кабинетах школы не обнаружено источников радиоактивного загрязнения, у которых мощность дозы превышала бы гигиенические нормативы.
Рекомендации:
Для любого человека необходимо помнить, что уменьшение дозы излучения при необходимости работы с источником ионизирующего излучения может быть осуществлено тремя путями: увеличением расстояния от источника; уменьшением времени пребывания около источника; установкой экрана, поглощающего излучение. Концентрация радона особенно велика в закрытых непроветриваемых помещениях, следовательно, необходимо чаще проветривать комнаты в квартире и кабинеты в школе.
Литература
Федеральный закон от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ "О радиационной безопасности населения" (с изменениями от 22 августа 2004 г.) Глава III. Статья 29 http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/16085Б.Б. Мякишев, Н.Н. Сотский. Физика 9. 2012г. А.П. Дуриков. Радиация вокруг нас.Москва 2002 г.
Самооценка работы над проектом