Радиология. Ответы на экзаменационные вопросы, 2007 год.

Активность можно рассчитать, зная эффективность препарата в конкретных

условиях измерения.

Более простой и широко распространенный на практике подход - определение

абсолютной активности препарата методом сравнения с эталоном - скорость

счета изучаемого препарата сопоставляют со скоростью счета эталонного

образца.

Эталон (или стандарт) - это препарат, у которого известна абсолютная

активность. Эталоны готовят на радиохимических заводах или в лабораторных

условиях, строго контролируя количество внесенного радиоактивного

вещества.

Сравнение скоростей счета изучаемого препарата и эталона возможно только

тогда, когда измерения проводятся в стандартных условиях, т. е.

* препараты содержат один и тот же изотоп;

* препараты имеют одинаковую форму и размеры;

* препараты одинаково расположены относительно счетчика;

* радиоактивное вещество равномерно распределено по всему объему

препаратов;

* препараты высушены до постоянного веса;

* используются подножки из одного материала и равной толщины;

* измерения проводятся на одном и том же приборе;

* измерения проводятся по возможности с одинаковой точностью.

* В данных условиях эффективность счета обоих препаратов одинакова, и

верным будет соотношение:

0x01 graphic

Исходя из этого, активность препарата можно рассчитать по формуле:

0x01 graphic

15. Методы идентификации радионуклидного загрязнения.

Идентификация радионуклидного состава радиоактивного загрязнения

предполагает определение активности отдельно каждого радионуклида в

составе загрязнения. Необходимость этого этапа обусловлена тем, что

радионуклиды характеризуются различными физическими, химическими и

биологическими свойствами и, следовательно, представляют различную

экологическую опасность.

Существует 2 группы методов идентификации радионуклидного состава:

физические и химические.

Физические основаны на различиях физических свойств отдельных

радионуклидов: разных периодах полураспада, видах, энергии и проникающей

способности излучений. (Для гамма-излучений).

Наибольшее распространение в настоящее время получил спектрометрический

метод идентификации радионуклидов. Он основан на анализе энергетического

спектра изучаемого образца.

К химическим методам относятся радиохимический анализ, в задачу которого

входит химическое разделение, концентрирование и выделение радиохимически

чистого препарата определяемого радионуклида. (Для a-, b-, g- излучений).

20. Основные источники радионуклидных загрязнений агроэкосистем.

1. Ядерные взрывы в военных и мирных целях, в том числе испытание ядерного

оружия;

2. Аварийные ситуации на этапах ядерного топливного цикла (ЯТЦ),

включающего:

* добычу урана

* обогащение урана и получение ядерного топлива

* изготовление тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов)

* эксплуатация ядерного реактора

* переработку и регенерацию отработанного ядерного топлива;

3. Аварийные ситуации при захоронении и хранении радиоактивных отходов;

4. Использование радиоактивных материалов в различных отраслях хозяйства,

промышленности, науки и медицины.

Последействие военного использования ядерной энергии

С1945 по 1996 г. в мире было произведено более 2000 испытаний ядерного

оружия(США - 1056, СССР - 718, Франция - 188). Ежегодный выброс

радиоактивных вещ-тв в некоторые годы достигал 10^4 - 10^5 МКи.

В северных и дальневосточных морях за прошлые годы затоплено не менее 18

радиоактивных снятых с АПЛ (атомная подводная лодка). Суммарную активность

всех подводных захоронений у нас в стране за время между 1959 и 1992 гг.

оценивают в 9-10 МКи. Отходы с общей активностью до 2 МКи с предприятий

военно-промышленного комплекса европейских стран слиты или захоронены в

контейнерах в виде низкоактивных отходов в северной части Атлантического

океана.

Ядерные взрывы в промышленных целях

- для глубинного сейсмозондирования земной коры при разведке полезных

ископаемых, интенсификация газо- и нефтеотдачи на промыслах, создания

подземных емкостей с целью хранения углеводородного топлива или для

захоронения биологически опасных отходов, тушения пожаров на скважинах,

создания траншей, каналов и платин. Всего за время между 1965 и 1989гг. в

СССР осуществлено 124 подземных ядерных взрыва промышленного назначения(в

Казахстане-30, Якутии - 12). Несмотря на значительную глубину заложения

ядерных зарядов из-за образования в грунтах трещин и каналов взрывы в ряде

случаев сопровождались выбросами радиоактивных веществ на поверхность, что

привело к образованию локальных очагов загрязнения.

16. Понятие дозы и мощности дозы. Единицы их измерения.

Доза - мера воздействия излучения на обучаемый объект. Доза зависит от

активности.

0x01 graphic

, где Кg - гамма-постоянная - коэффициент пропорциональности,

характеризующий свойства излучения.

На практике обычно пользуются величинами не дозы, а мощности дозы

ионозирующего излучения Р, т. е. значениями дозы Д в единицу времени t:

0x01 graphic

. Отсюда следует важная пространственная законометность распределения

мощности дозы вокруг точечного источника ионизирующего излучения. Например

имеется источник А, тогда выполняется соотношение P1R1^2=P2R2^2=…=PnRn^2

Мощность эквивалентной дозы излучения - отношение эквивалентной дозы

излучения к времени, за которое эта доза поглощена веществом. Мощность

эквивалентной дозы излучения измеряется в Зв/c.

Мощность поглощенной дозы излучения - отношение поглощенной веществом дозы

излучения к времени, за которое эта доза излучения поглощена. Мощность

поглощенной дозы излучения измеряется в Гр/c.

Мощность экспозиционной дозы излучения - отношение экспозиционной дозы

излучения к времени, за которое эта доза излучения передана сухому

атмосферному воздуху. Мощность экспозиционной дозы излучения измеряется в

A/кг.

17. Виды доз и единицы их измерения.

Доза ионизирующего излучения (Д) - это количественная мера его воздействия

н объекты окружающей среды.

Существует несколько подходов к оценке доз ионизирующих излучений.

Основной физической величиной, принятой в дозиметрии для оценки действия

ионизирующего излучения, является поглощенная доза или просто доза

излучения.

Поглощенная доза D - это поглощенная энергия излучения Е, рассчитанная на

единицу массы т облученного вещества:

D=dE/dm. Единицей поглощенной дозы является рад.

В системе Си выражается в Дж/кг, но в честь английского ученого Л. Грея

единица поглощенной дозы названа грэй (Гр).

1рад=100эрг/г; 1Гр=100рад

Поглощенная доза самый корректный способ измерения ионизирующего

излучения.

Экспозиционная доза Х - это количество полного заряда ионов одного знака

Q, которые образуются в воздухе при полном торможении электронов и

позитронов, освобожденных фотонами в единице массы воздуха т :

Х=Q/m

Единицы измерения в системе СИ Кл/кг, внесистемная единица Рентген (Р).

Соотношение между этими единицами: 1Р=2,58*10^-4Кл/кг; 1Кл/кг=3,88*10^3Р.

Экспозиционная доза в дозиметрии используется для измерения рентгеновского

и g-излучения. Энергетический эквивалент экспозиционной дозы составляет

для воздуха 1Р=0,87рад, для воды и биологических тканей 1Р=0,96 рад.

Эквивалентная доза (Н[T,R] )- это поглощенная доза в органе или ткани,

умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида

излучения:

Н[T,R]=W[R]*D[T,R]; T - орган или ткань, R - вид излучения.

Эквивалентная доза в системе СИ выражается в зивертах (Зв), внесистемная

единица бэр(биологический эквивалент рада), 1бэр=0,01 Зв. 1 Зв

=эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в

биологической ткани стандартного состава на средний взвешивающий

коэффициент составляет 1 Дж/кг.

Для оценки биологического эффекта (или меры риска) при действии излучения

на органы и ткани, а также на организм в целом с учетом эффекта от разных

видов излучения, а также с учетом радиочувствительности отдельных органов

вводится эффективная эквивалентная доза (Е).

Эффективная эквивалентная доза для организма в целом может быть определена

как сумма произведений эквивалентной дозы в критических органах на

соответствующий взвешивающий коэффициент для данного органа или ткани:

Е=S Н[T,R]*W[R

]18. Естественные радиоактивные элементы и их вклад в фоновое облучение

человека.

К естественным радионуклидам относятся

1. Элементы первичного происхождения, существовавшие на Земле со времени

ее возникновения. Это изотопы с периодами полураспада 10^9 - 10^10 лет

и более (^238U, ^232Th, ^40K, ^87Rb и некоторые другие). Наибольшее

значение из них принадлежит калию-40.

2. Космогенные радионуклиды, постоянно образующиеся в атмосфере от

бомбардировки космическими лучами - ^14С, ^3Н, ^7Ве, ^10Ве, ^39Ar.

Усредненные данные фонового облучения человека

+------------------------------------------------------------+

| | Внешнее | Внутреннее | В | |

| Источники | облучение | облучение | сумме | |

| облучения |-----------+--------------+-------+-----|

| | | МЗв/год | % | МЗв/год | % | % |

|-------------------| |--------------------------------------|

| космогенные | | |

|-------------------| |--------------------------------------|

| Космические лучи | | 0,355 | 15 | - | - | 15 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| ^14С | | - | - | 0,015 | 0,6 | 0,6 |

|-------------------| |--------------------------------------|

| земные | | |

|-------------------| |--------------------------------------|

| ^40К | | 0,15 | 6 | 0,18 | 8 | 14 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| Семейство ^238U | | 0,10 | 4 | 0,02 | 0,8 | 5 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| ^222Rn | | - | - | 1,22 | 51 | 51 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| Семейство ^232Th | | 0,16 | 7 | 0,02 | 0,8 | 8 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| ^220Rn | | - | - | 0,16 | 7 | 7 |

|-------------------| |---------+----+---------+-------+-----|

| ВСЕГО | | 0,8 | 32 | 1,6 | 68 | 100 |

+------------------------------------------------------------+

19. Естественный радиационный фон (ЕРФ) - уровень радиации окружающей

среды, обусловленный естественной радиоактивностью.

РАДИАЦИОННЫЙ ФОН - ионизирующее излучение, обусловленное совместным

действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов.

Естественный радиационный фон - излучение, создаваемое рассеянными в

природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе,

почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и

человека (84%), а также космическое излучение (16%). Естественный

радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли.

Эквивалентная доза в организме человека в среднем 2 мЗв = 0,2 бэр.

Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и

перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других

горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной

энергетикой.

Средние значения естественного радиационного фона на различной местности

+-----------------------------------------------+

| Местность | Фон, мкР/ч |

|----------------------------------+------------|

| Над морем | 5-7 |

|----------------------------------+------------|

| Высокогорные | 50-60 |

|----------------------------------+------------|

| Район Кавказских Минеральных Вод | 20-30 |

|----------------------------------+------------|

| Москва и Подмосковье | 10-20 |

+-----------------------------------------------+

21. Выпадение радионуклидов из атмосферы.

Виды: 1. Локальные. Протяженность: 10^1 - 10^2 км. Продолжительность:

несколько дней Время полуоседания: 10 - 20 часов. 2. Региональные

Протяженность: 10^2 - 10^3 км Продолжительность: до 3-4 недель Время

полуоседания: 15-20 суток 3. Глобальные Протяженность: вся планета

Продолжительность: 10 - 30 лет Время полуоседания 0,5-2 года

Глобальные выпадения являются в основном следствием атмосферных испытаний

наиболее мощного, термоядерного оружия. При взрывах водородных ,

мегатонных по мощности бомб значительная часть микродисперсного материала,

включающего радиоактивные продукты попала в верхние слои атмосферы -

стратосферу.(20-40 км над поверхность моря. Взрывы меньшей мощности

поднимают радиоактивный материал на высоты не выше тропосферы (т. е. до

16-18 км), а в результате аварий на ядерных реакторах - в пределах 1-2,

реже - 5 км. Степень дисперсности материала, выпадающего в локальных

загрязнениях, находится чаще всего в диапазоне 0,1-1 мм, региональных -

порядка 0,01-0,1 мм и глобальных - менее 0,01 мм.

22. Главные дозообразующие радионуклиды.

Радиоизотопный состав выпадений. Всего при осколочном выпадении образуются

около 200 изотопов, принадлежащих к более чем 70 элементам (это первичные

и вторичные продукты деления и продукты нейтронной активации), они в

основном входят в основном в два диапазона массовых чисел - 85 - 105 и 130

- 150. значительная их часть - короткоживущие, быстро распадающиеся

изотопы. Так, уже спустя 7 ч. После ядерного взрыва общая активность

снижается в 10 раз по сравнению с той, которая была через час после

взрыва, и снижается далее в 100 и 1000 раз соответственно через 2 и 14

суток. В долгосрочной перспективе остаются только два долгоживущих

радионуклида, ^137Cs и ^90Sr, с периодами полураспада около 30 лет. (В

РАННЕМ ПЕРИОДЕ ПОСЛЕ АВАРИИ ДОВОЛЬНО ЗНАЧИТЕЛЬНА РОЛЬ КОРОТКОЖИВУЩИХ

ИЗОТОПОВ Cs и Sr: присутствие ^137Cs составляет до 1/2 от активности

^137Cs, а ^90Sr вначале содержится в 15 - 20 раз больше, чем ^90Sr)..

При ядерных взрывах по мимо продуктов осколочного деления, образуется

некоторое кол-во продуктов нейтронной активности почвенного материала (при

наземных взрывах) или воздуха (при взрывах атмосферных). В последнем

случае это долгоживущие нуклиды ^14C и ^3H, содержание которых в период

наиболее интенсивных испытаний ядерного оружия в атмосфере заметно

возросло. Что касается наведенной активности в почвах и грунтах, то

сохраняется она не слишком продолжительное время из - за коротких периодов

полураспада образ нуклидов.

При авариях на ядерных реакторах или в технологических аппаратах по

переработке материалов, полученных в реакторах, радиоизотопный состав

выбросов зависит от такового в реакторе на момент аварии. В Кыштымской

аварии, взорвавшаяся емкость содержала частично переработанные жидкие

отходы, из которых ^137Cs был отделен, и главным долгоживущим нуклидом на

территории ВУРСа оказался ^90Sr.

К продуктам ядерного реактора относятся и трансурановые элементы

(актиноиды), которые образуются от захвата нейтронов в ядерном топливе,

т.е. в результате (n, 0x01 graphic

) - реакций и последующих цепочек 0x01 graphic

распадов.

^239 Pu (T 1/2=24100 лет)когда-то, при создании ядерного оружия, был

главным целевым продуктом работы реактора, в энергтитческих же реакторах

плутоний - побочный продукт, являющийся дополнительным источником

долговременного радиоактивного загрязнения при аварии реактора. Другие

долгоживущие актиноиды, включая америций и кюрий, могут накапливаться со

временем из промежуточных продуктов. Так максимальное накопление ^241Am и

^239 Pu произойдет через 40 - 50 лет после аварийного выброса.

23. 24. Проблема^137Cs, Проблема ^90Sr. Сравнивая физические, химические и

биологические свойства ^137Cs и ^90Sr радионуклидов, можно отметить

следующее:

^- 137Cs и ^90Sr имеют близкие периоды полураспада и относятся к

долгоживущим радионуклидам;

- ^137Cs является источником 0x01 graphic

излучений, а ^90Sr - источником только 0x01 graphic

- излучения; это означает, что ^137Cs может быть источником как внешнего,

так и внутреннего облучения, а ^90Sr - в основном источником внутреннего

облучения;

- при распаде ^137Cs образуется одна 0x01 graphic

- частица, а при распаде ^90Sr и его дочернего радионуклида ^90Y - две,

причем энергии этих частиц больше (0,55 и2,27 МэВ), чем при распаде

^137Cs(0,51 МэВ); это делает ^90Sr более опасным радионуклидом при

внутреннем облучении;

- по химическим св-ам оба радионуклида относятся к металлам - аналогам

биогенных элементов: ^137Cs является аналогом калия, ^90Sr - аналогом

кальция; по причине оба радионуклида активно вовлекаются в биологический

круговорот, поступая по пищевым цепочкам в растения, организм животного и

человека;

- в почвах(особенно тяжелого мех. Состава) радионуклиды довольно прочно

закрепляются в верхнем 0-5 см слое; однако ^137Cs, для которого хар-на

необменная фиксация внутри кристаллической решетки глинистых минералов

почвы, менее доступен для растений, чем ^90Sr, находящийся в почвах в

основном в обменном состоянии;

- ^90Sr в наибольших кол-ах поступает в продукты питания, отличающиеся

высоки содержанием кальция, например в молочные продукты.

- ^137Cs накапливается в тех продуктах, для которых хар-но повышенное

содержание калия

- в орга-ме чел. И животных, стронций накапливается в основном в костных

тканях, откуда очень медленно выводится (эффективный период полувыведения

радионуклида, Тэфф составляет 5-8 лет) и отрицательно влияет на

кроветворную функцию костного мозга; цезий накапливается в основном в

мышечных тканях и сравнительно быстро выводится из организма (Тэфф=50-70

суток)

27. Миграционная способность радионуклидов в почве

Сорбция почвой имеет исключительно важное значение для всей дальнейшей

судьбы радионуклидов в экосистеме. Благодаря сорбции резко уменьшается

возможность перемещения радионуклида в почве и его поступления в растения,

т.е. снижается его подвижность. Конкретный уровень уменьшения подвижности

радионуклида определяется типом почв и химической формой конкретного

радиоактивного изотопа. Имеет место общая закономерность: доля

переходящего в твердую фазу почвы радионуклида возрастает (соответственно

его концентрация в почвенном растворе снижается) и прочность сорбционного

закрепления увеличивается при переходе от почв легкого гран. сос-ва к

почва тяжелого гран. сос-ва. Благодаря сорбции имеют место 2 важнейшие

особенности, харак-ие поведение радионук. в почвах и наземных экосистемах.

1. относительно низкое поступление радонукл. из почвы в растение. 2.

незначительная вертикальная абиотическая миграция радонукл. В почвах и

крайне низкая вероятность загрязнений грунтовых вод. В естественных почвах

ненарушенного сложения благодаря сорбции около 90% поступивших на

поверхность радионуклидов удерживается слоем почвы толщиной 5 - 10 см в

течение десятков лет. Первичная абиотическая миграция в агрегированных

почвах протекает интенсивнее благодаря локализации потоков влаги в

межагрегатном пространстве и неучастию значительной части сорбционного

комплекса почв в сорбционном закреплении радионукл. Миграция с помощью

почвообитающих организмов

31. Общие представления о включении радионуклидов в трофические цепочки в

естественных и агроэкосистемах.

Важной составной частью биогеохимического цикла радионуклида, как и любого

элемента, входящего в БГХЦ, является пищевая, или трофическая цепь,

которая характеризует переход элемента от первич продуцентов (растений в

наземных экосистемах) или от основного пула радионуклида в данной

экосистеме через промежуточные биологические звенья к человеку или

животному. В любой экосистеме действует несколько конкретных трофических

цепей для разных радионуклидов с участием различных биологич объектов

экосистемы. Например, для агроэкосистемы в самом общем виде трофич цепь

может иметь вид, представленный на рис 6.4 (стр168). Практически важно

знать параметры, характеризующие переходы между отдельными конкретными

звеньями трофической цепочки отдельных радионуклидов в конкретных усл.

например переход стронция из дерново-подзол супес почвы в растения

картофеля. Знание таких параметров позволяет прогнозировать уровни

поступления радионуклидов в отдельные биологические объекты трофической

цепи, включая и человека.

28.Особенности накопления радионуклидов фитомассе при первичном выпадении

радиоактивных осадков.

Основные факторы, способствующие поглощению радионуклидов наземными

органами растений:

1. высокий уровень проективного покрытия почвы растительностью,

достигающий в наземных экосистемах тундровой, таежной зон России около

100%. В некоторых лесных ценозах наземные органы растений составляют

сложную многоярусовую сис-му, способную к перехвату практически всех

осадков и растворенных в них вещ-тв. Различные наземные экосистемы

листовые поверхности задерживают от 20-90% выпавших радионуклидов. Этот

разброс обусловлен величиной листовой поверхности, формой, размером и

ориентацией листьев в пространстве, скоростью ветра во время выпадения.

2. Высокая растворимость в воде многих исходных соединений радионуклидов,

способствующая их ассимиляции наземными органами.

3. Ничтожные концентрации радионуклидов в атмосферных осадках и влаге,

конденсированной на листовой поверхности. Вещ-во из таких растворов, как

правило, очень быстро и полно сорбируется на большинстве поверхностей,

включая и листовую поверхность.

4. быстрое проникновение некоторых радионук. с поверхности в ткани листьев

Страницы: 1, 2, 3