Реферати українською » Биология » Методи дозиметрії


Реферат Методи дозиметрії

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Міністерство освіти і науки України

Донецький національний університет

Біологічний факультет

>РЕФЕРАТ

По радіобіології

На тему: «Методи дозиметрії»

Виконала:

Студентка 4 курсу

Групи 4 – Р

>Полещук А. У.

Викладач:

Горецький Про. З.

Донецьк 2010 р.


Зміст

Запровадження. 3

Поняття дозиметрії. 6

Методи дозиметрії. 7

Біологічні методи.. 7

Фізичні методи.. 9

Хімічні методи.. 10

>Ионизационний метод. 13

>Люминесцентний метод. 15

Укладання. 17

Література. 18


Запровадження

>Дозиметрия іонізуючого випромінювання здійснюватиме розглядає властивості іонізуючого випромінювання здійснюватиме, фізичні величини, що характеризують полі випромінювання чи взаємодія випромінювання з речовиною, і навіть принципи та їх визначення.

>Дозиметрия оперує такими фізичними величинами, пов'язані з очікуваним радіаційним ефектом. Ці величини зазвичай називаютьдозиметрическими. Встановлена зв'язок між вимірюваною фізичної величиною і очікуваним радіаційним ефектом – найважливіше властивість дозиметричних величин. Поза цьому разі дозиметричні виміру втрачають сенс.

Першопричиною радіаційних ефектів є поглинання енергії іонізуючого випромінювання здійснюватимеоблучаемим об'єктом, і доза як захід поглинутою енергії виявляється основний дозиметричної величиною.

Найважливіше завдання дозиметрії – визначення дози випромінювання у різних середовищах і особливо у тканинах живого організму. З цією метою використовують різні розрахункові і експериментальні методи.

Кількісне визначення дози випромінювання, діючої на живий організм, необхідно, передусім, виявлення, оцінки й попередження можливої радіаційну небезпеку в людини. Якщоврачи-гигиенисти і радіобіологи мають відповісти питанням, які гранично припустимі з погляду біологічної небезпеки рівні випромінювання, тодозиметристи слід забезпечити правильне вимір (визначення) цих рівнів. Розвиток дозиметрії спочатку повністю визначалося необхідністю захисту людини від шкідливого впливу іонізуючого випромінювання здійснюватиме. Невдовзі по відкриття рентгенівського випромінювання (1895 р.) було знайдено його шкідливе дію на людини, і виникає потреба у кількісної оцінці ступеня радіаційну небезпеку. Для виміру інтенсивності рентгенівського випромінювання почали використовувати фотографічний ефект, флюоресценцію, парниковий ефект, і навіть хімічні методи. Надалі вимір фізичних величин, характеризуючих рентгенівське випромінювання та її взаємодія зі сферою, виділилося на самостійну область –рентгенометрию, що є тепер складовою дозиметрії іонізуючого випромінювання здійснюватиме. Урентгенометрии визначилися основні величини, підлягають виміру, і сформувалися майже всі методи сучасної дозиметрії.

З допомогою дозиметричних приладів можна проводити дві основні типу вимірів, мають важливе практичні значення. До першого типу ставляться виміру сумарною дози (чи кількості) випромінювання, отриманого протягом період впливу і що у рентгенах. Прикладами індивідуальних дозиметрів є іонні камери, фотографічні плоскі плівкові дозиметри і телескопічні устрою, працівники принципі світіння фосфату срібла. До другої типу ставляться виміру інтенсивності випромінювання, яка виражається в рентгенах (або його частках) за годину. До дозиметрів, що використовуються визначення інтенсивності випромінювання, ставляться іонні камери, лічильникиГейгера – Мюллера чи сцинтиляційні лічильники, які комбінуються з відповідними електронними і електровимірювальними пристроями. Величиназамеренной такими приладами інтенсивності випромінювання можна перевести в сумарну дозу опромінення шляхом множення відповідної середньої інтенсивності випромінювання на загальне час опромінення.

Важливий аспект докладання дозиметрії – охорона довкілля,неотъемлимим компонентом якої є радіаційні поля і розсіяні радіонукліди природного і штучного походження.Дозиметрический контроль довкілля та пов'язані з нею прогнози радіаційної обстановки потребують створення оптимізовані доз і систем розвитку методів дозиметрії, вирішення питань, що з визначенням необхідного обсягу й точності дозиметричною інформації.

Розділ дозиметрії – метрологія іонізуючого випромінювання здійснюватиме – покликаний забезпечити систематизацію до області іонізуючого випромінювання здійснюватиме і радіоактивності. Специфіка предмета виміру іонізуючого випромінювання здійснюватиме впливає на точність дозиметричних методів. Більшість їх мають похибка, оцінювану десятками відсотків, що з не відсутністю потреби у підвищенні точності вимірів, а обмеженою можливістю вимірювальних методів. Зусилля мають бути спрямовані те що, щоб дати комплексну оцінку ефективності впливу іонізуючого випромінювання здійснюватиме наоблучаемий об'єкт.

В багатьох випадках немає простий зв'язок між поглинутою енергією випромінювання та піднаглядним ефектом. Знання лише дози замало пророцтв радіаційного ефекту, що визначається також просторовим розподілом поглинутою енергії пооблучаемому об'єкту, чинником часу, виглядом і енергією іонізуючого випромінювання здійснюватиме. Ці зв'язку не можна без розуміння механізмів радіаційних ефектів. Отже, дозиметрія змикається з радіаційної фізикою.

Тому поруч із експериментальними методами в дозиметрії використовують розрахункові методи визначення дозиметричних величин, засновані на законах взаємодії іонізуючого випромінювання здійснюватиме з речовиною.


Поняття дозиметрії

>Дозиметрия - область прикладної фізики, у якій вивчаються фізичні величини, що характеризують дію іонізуючих випромінюванні на об'єкти живої і неживої природи, зокрема дози випромінювання, і навіть методи лікування й прилади для виміру цих величин.

Розвиток дозиметрії спочатку визначалося необхідністю захисту людини від іонізуючого випромінювання здійснюватиме. Невдовзі опісля відкриття рентгенівських променів помітили біологічні ефекти, які під час опроміненні людини. З'явилася потреба у кількісної оцінці ступеня радіаційну небезпеку. Основним кількісного критерію було прийнято експозиційну доза, яка вимірюється в рентгенах і обумовлена за величиною іонізації повітря.

З відкриттям радію було знайдено, як і випромінювання радіоактивні речовини викликають біологічні ефекти, схожі тих, які викликаються рентгенівським випромінюванням. При видобутку, обробці та застосуванні радіоактивних препаратів виникає небезпека влучення радіоактивні речовини всередину організму. Розвинулися методи виміру активності радіоактивних джерел (числораспадов в секунду), що є основою радіометрії.

Розробка і будівництво ядерних реакторів і прискорювачів заряджених частинок, розвиток ядерної енергетики, і масове виробництво радіоактивних ізотопів сприяли великому розмаїттям видів іонізуючого випромінювання здійснюватиме і до створення різноманітних дозиметричних приладів (дозиметрів).

Дослідження біологічного дії іонізуючого випромінювання здійснюватиме на клітинному і молекулярному рівнях викликали розвитокмикродозиметрии, досліджуючи передачу енергії випромінюваннямикроструктурам речовини.


Методи дозиметрії

Людина у процесі еволюції не виробилося органів почуттів, талановитими в специфічного сприйняттю іонізуючого випромінювання здійснюватиме, які невидимі, немає кольору, запаху, і навіть не діють негайно вражаюче, подібно електричному струму. Тому виявлення і вимір іонізуючого випромінювання здійснюватиме можливо переважно з допомогою різнихдетекторних приладів, які реєструють ефект дії випромінювань на фізичні, хімічні, біологічні та інші властивості, у яких засновані методи виміру.

Біологічні методи

Вигляд змін уоблученном речовині залежить від типу іонізуючого випромінювання. Потік заряджених і частинок, проходячи через речовина, взаємодіє, переважно, з електронами атомів і передає їм свою енергію, яка на відрив електрона від атома (іонізація) і порушення атома (перехід однієї з електронів з ближніх орбіт більш найвіддаленіші від ядра оболонку). У цьому енергія частинок розподіляється для цієї процеси приблизно навпіл.

>Табл. 1 Пробіг і частинок в м'язової тканини

Енергія частинок,МеВ Пробіг, мм

частки

частки

0,1 - 0,1
0,3 - 0,7
0,5 - 1,4
0,6 - 1,7
1,0 0,003 3,5
1,2 0,004 4,3
2,0 0,01 8,0
2,3 0,012 9,6
3,0 0,015 12,5
3,5 0,02 14,5
5,0 0,05 -

З таблиці 1 видно, що й радіоактивний елемент немає всередині організму, частки через неушкоджену шкіру практично проникнути що неспроможні.

Кількість іонізованих і порушених атомів, утворених часткою на одиниці довжини шляху до середовищі, у сотні разів більше, ніж в частки. Це пов'язано з тим, що маса частки приблизно 7000 разів більше маси частки (електрона) і, отже, при одному й тому ж енергії її швидкість значно нижчі від (повітря - порядку 20000 км/с і 220000-270000 км/с відповідно). Вочевидь, що менше швидкість частки, то більше вписувалося її ймовірність взаємодії з атомами середовища, отже, і більше втрати енергії на одиниці шляху й менше пробіг. З табл. 2 слід, що пробіг частинок в м'язової тканини в 1000 разів менша, ніж пробіг частинок тієї ж енергії. З тієї ж таблиці ясно, як і випромінювання значимий шкода живому організму приносять потрапляючи всередину його, а потрапляючи на шкіру – за високої концентрації та тривалому часу впливу.

Нейтріно, які під час кожному розпаді ядра, немає маси спокою і заряду і з середовищем не взаємодіють. кванти, які дужевисокочастотним електромагнітним випромінюванням, роблять у середовищі і живий організм іонізацію, у сотні разів меншу, ніж частки. Їх яка проникає здатність, на відміну заряджених частинок, дуже великий. Принципово по - іншому відбувається взаємодія нейтронів з речовиною. Вони взаємодіють ні з електронними оболонками атома, і з ядром, передаючи йому частина енергії.Вилетевшее позитивно заряджене ядро виробляє іонізацію середовища. Крім цього, частина нейтронів малої енергії може захоплюватися ядром з миттєвим випромінюванням кванта або з освітою нових радіоактивних елементів воблучаемой середовищі.

Отже, нічого для будь-якого виду іонізуючого випромінювання здійснюватиме, первинними процесами, які у середовищі, є іонізація і порушення. Тому біологічні ефекти, спостережувані під впливом заряджених частинок, нейтронів і квантів, обумовлені не їх фізичної природою, а тим паче джерелом (різні природні і техногенні радіонукліди, генератори випромінювань), а кількістю поглинутою енергії і його просторовим розподілом (>микрогеометрией),характеризуемими лінійної щільністю іонізації. Що лінійна щільність іонізації чи, інакше, лінійна передача енергії (>ЛПЭ), тим більше коштів ступінь біологічного ушкодження. Ця ступінь визначає відносну біологічну ефективність (>ОБЭ) різноманітних випромінювань.

Біологічна дію випромінювання є основою біологічної дозиметрії і використовується головним чином заради встановленняОБЭ — відносної біологічної ефективності різних видів випромінювання. Біологічні методи дозиметрії базуються на визначенні морфологічних і функціональних змін, що виникають у організмі під впливом опромінення. Значимість дози оцінюють за рівнем летальності тварин, зміни забарвлення шкіри, випаданню волосся, появі чи збільшення змісту деяких речовин, у сечі, зміни кількості кров'яних клітин, тобто. складу крові й ін. Біологічні методи невідь що точні.

Фізичні методи

Фізичні методи дозиметрії засновані оцінці ступеня іонізації речовини під впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме, зміни його електропровідності, характеру світіння та інших.

У процесі іонізації речовини настає зміна електропровідності. Так, гази у звичайних обставинах мало які мають електропровідністю, в останній момент іонізації стають хорошими провідниками електрики.Ионизационние методи дозиметрії засновані у тому, що кількість освічених пар іонів в якомусь певному об'ємі речовини перебуває у прямої залежності від кількості поглиненої у ньому випромінювання. Інакше кажучи, мірою кількості іонізуючого випромінювання є іонізація, що виникає внаслідок поглинання енергії випромінювання в речовині.

У практиці дозиметрії радіоактивних випромінювань застосовуються два типу приладів: дозиметри для виміру дози чи потужності дози, працівники принципі визначення сумарного ефекту іонізації у цьому обсязі, і лічильники радіоактивних випромінювань, дозволяють реєструвати дію окремих частинок, чи квантів.

Хімічні методи

Хімічний метод дозиметрії грунтується на вимірі числа молекул іонів, які виникають чипретерпевших зміни при поглинанні речовиною випромінювання. Кількість які виникають молекул чи іонів (вихідрадиационно-химической реакції) пропорційно поглинутою дозі випромінювання.

де: D — доза випромінювання;К—коеффициент пропорційності; З — концентрація продуктурадиационно-химической реакції; B — щільність речовини,подвергшегося опроміненню;

G — (вихід продукту) — виражається числом молекул атомів, іонів чи вільних радикалів, які виникають чи витрачених при поглинанні енергії 100еВ;Радиационно-химический вихід речовини можна розділити чотирма групи:

• G< 0,1

• 0,1 < G < 20

• 20 < G < 100

•>G>100

Високий вихід речовинах 3-го4-ой груп обумовлений, зазвичай, ланцюговими хімічними реакціями. Для цілей дозиметрії найбільш придатні речовини 2-ї і 3-й груп, оскільки мають кращу відтворюваність результатів і від чутливі до впливу висвітлення, домішок і коливань температури.

Багато хімічні дозиметри є водні розчини деяких речовин. Найпоширенішою хімічної системою застосовуваної при дозиметрії іонізуючого випромінювання здійснюватиме є розчин соліFeSO4 в розведеною сірчаної кислоті. У розчині внаслідок електролітичної дисоціації присутні іонидвухвалентного залізаFe2+. Під впливом випромінювання відбувається радіоліз води (іонізація) із заснуванням вільних радикалів H, ВІН, і окислювачів, якіокисляютдвухвалентное залізо дотрехвалентного по реакцій

>Fe2+ + ВІН ->>Fe1+ +>OH-

>Fe2+ +H2O2 -»Fe3+ + ВІН + ВІН й інших

ПояваFe3 змінює оптичну щільність розчину, яка вимірюєтьсяспектрофотометром (приладом для виміру поглинання видимого світла різних галузях спектра).

Зміна оптичної щільності залежить від кількості які утворилися внаслідок опромінення і всіх реакцій іонівтрехвалентного заліза і є мірою поглинутою енергії.

Енергія, поглинута в хімічномудозиметре, визначається співвідношеннями

>E=M(Sобл-Sчист)

деSобл іSчист — оптична щільність опроміненого інеоблученного розчинів,

>M—коеффициент, залежить від властивостей дозиметра і умов опромінення

>Sобл-Sчист=µ*C*1

деµ —коефіцієнт поглинання, залежить від температури,

З —концентрація іонівтрехвалентного заліза,

1 — товщина шару розчину

Отже, зі зміни оптичної щільності розчину можна визначити концентрацію продукту, що утворився розчині під впливом випромінювання. Знаючи концентрацію освічених іонів ірадиационно-химический вихід реакції їх знань, можна легко обчислити поглинену дозу опромінення.

Наприклад, дляферросульфатного дозиметрарадиационно-химический вихід становить 15,6 ±0,5.

Основний компонент даного дозиметра є вода, і досить ефективний атомний номер із недружнього поглинання фотонного випромінювання для розчину близький до ефективної атомному номера води, отже й живу тканину. Тому дозиметр практично немає ніякого ходу з жорсткістю буде в діапазоні енергій 100кеВ — 2МеВ. Похибка виміру (особливо в великих дозах) не перевищує 1 %.

До складу хімічних дозиметрів теплових нейтронів додають небагато солей бору чи літію. Для обліку дії й - фотонів разом знейтронним дозиметром опромінюють аналогічний дозиметр без добавок бору та літію. Відомо певна кількість різних речовин які під час окисних чи відбудовних реакцій, які протікають під впливом іонізуючого випромінювання, змінюють своє забарвлення. Якщо розчин такого речовини додати близько 20% желатину, та був розчин остудити, вийдегель-студенистое речовина що зберігає свою форму. Якщо опромінений гель розрізати на частини, можна отримати просторове розподіл поглинутою дози. Маючи поруч незаперечних переваг, хімічний метод реєстрації іонізуючого випромінювання здійснюватиме, тим щонайменше, дуже рідко використовують у практичної дозиметрії, оскільки у найчутливіших хімічних дозиметрів нижню межу

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація