По радиационной безопасности

Сборник задач

Для самостоятельного решения

по радиационной безопасности

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

(для выполнения самостоятельных работ)

для студентов сельскохозяйственных специальностей

Гродно 2009

УДК 539.16(076)

ББК 22.383 Я73

С-23

Авторы: С.НСоколовская, Н.Н Забелин.

Рецензенты:доцент, доктор биологических наук И.Б. Заводник;

доцент, кандидат физико-математических наук

А.А. Денисковец.

Сборник задач для самостоятельного решения по радиа-

С-23 ционной безопасности: учебно-методическое пособие для

студентов сельскохозяйственных специальностей /

С.Н.Соколовская, Н.Н. Забелин.– Гродно: ГГАУ, 2009.– 58 c.

Учебно-методические пособие для выполнения контролируемых самостоятельных работ для студентов зооинженерного, агрономического, экономического, инженерно-технического факультетов, факультета ветеринарной медицины и факультета защиты растений.

УДК 539.16(076)

ББК 22.383 Я73

Рекомендовано учебно-методической комиссией факультета защиты растений УО «Гродненский государственный аграрный университет» (Протокол №4 от 23.06.2009)

© С.Н. Соколовская, Н.Н. Забелин, 2009

© УО «ГГАУ», 2009

ПРЕДИСЛОВИЕ

По своим масштабам и последствиям авария на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) представляет собой глобальную экологическую катастрофу. В результате катастрофы на ЧАЭС в атмосферу было выброшено большое количество радиоактивных веществ, суммарная активность которых – десятки миллионов Кюри (~ Ки), а также несколько тонн ядерного топлива. Из шести областей Беларуси пять загрязнено долгоживущими радиоизотопами (23% территории, на которой проживало на момент аварии 2,1 млн. человек - пятая часть населения Республики Беларусь).тиор Наибольшее радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий имеют Гомельская (45%), Могилевская (23%) и Брестская (23%) области.

Поскольку последствия аварии на ЧАЭС многие годы будут влиять на состояние экономики нашей Республики, необходимы определенные знания для выполнения разнообразных работ во всех областях промышленности и сельского хозяйства Республики Беларусь, а также необходимо иметь четкое представление о степени радиационной опасности, которой могут подвергаться люди.

Курс радиационной безопасности введен во всех вузах нашей республики и поэтому уже написано немало учебных пособий для его успешного усвоения. Но имеется недостаточное количество сборников задач для практического закрепления изучаемого материала. Поэтому нами были составлены задачи, некоторые из которых базируются на фактических данных, взятых из опыта работы СЭС г. Гродно и других источников.

В задачнике предлагаются два раздела, содержащие основные формулы и примеры решения задач. Данный сборник задач предлагается использовать для контролируемой самостоятельной работы, решения задач на практических занятиях на зооинженерном, агрономическом, экономическом, инженерно-технологическом факультетах, факультете защиты растений и факультете ветеринарной медицины дневной и заочной форм обучения.

РАЗДЕЛ 1.

Ядерные превращения. Основной закон радиоактивного распада. Активность.

1.1. Энергия связи атомного ядра. Радиоактивность.

Ядерной ("планетарной") моделью атома называется такая модель структуры атома, в которой в центре атома расположено очень плотное ядро диаметром d=10^-15м, в котором сосредоточен весь положительный заряд, а вокруг него по орбитам вращаются электроны. Абсолютное значение суммарного отрицательного заряда электронов равно положительному заряду ядра.

Атомное ядро любого химического элемента состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих электрического заряда нейтронов. Протон и нейтрон являются двумя зарядовыми состояниями ядерной частицы, которая называется нуклоном. Заряд протона по абсолютной величине равен заряду электрона. Массовым числом А называется общее число нуклонов в ядре. Масса атомного ядра практически совпадает с массой всего атома, ибо масса электронов в атоме мала. Массовые числа нейтрона и протона одинаковы и равны единице. Электроны имеют отрицательный заряд, значение которого, принято считать, условно равным (-1), соответствует элементарному заряду (q_e= ).

Строение атома можно представить в виде схемы:

АТОМ

ЯДРО ЭЛЕКТРОНЫ

q_e =

m_{e =} 0,00055 а.е.м., A=0

протоны р⁺ нейтроны n⁰

q _p = +1 q _n = 0

=1,00728 а.е.м., A=1 = 1,00867 а.е.м., A=1

Число протонов в ядре равно числу электронов в отрицательно заряженном oблаке и совпадает с порядковым номером (атомным номером) Z атома данного химического элемента в периодической системе Менделеева:

№_пор= Z

или №_пор.= Z = число р⁺ = число е ^-.

Чтобы определить число нейтронов надо от массового числа A отнять атомный номер Z: число нейтронов = N = A − Z

Дефект массы ядра:

.

Энергия связи ядра выражается формулами:

,

если дефект массы Δm измеряется в кг или атомных единицах массы, соответственно, где с скорость света в вакууме.

.

Радиоактивность -самопроизвольное превращение атомов одного элемента в атомы других элементов, сопровождающееся испусканием материальных частиц и жесткого электромагнитного излучения.

Альфа-излучение - представляет собой поток ядер гелия, cостоящих из двух протонов и двух нейтронов. Имеет статичеcкий электрический заряд равный +2, массовое число 4. Альфа-излучение обладает малой проникающей способностью (всего несколько сантиметров в воздухе и десятки микрон в биологической ткани). Поток альфа-частиц легко остановит даже лист бумаги. Альфа-частица обознчается симвалом - .

Испускаемые при радиоактивном распаде - частицы обладают ско­ростью 20 000 км/с и движутся в веществе прямолинейно, вызывая при этом ионизацию всех атомов на своем пути.

Бета-излучение является потоком заряженных частиц малой массы - электронов или позитронов. Позитрон - элементарная частица, имеющая массу электрона, но обладающая положительным элементарным зарядом. - электрон обозначается символом - , - позитрон - .

Масса -частицы в 7000 раз меньше массы -частицы, а скорость движения достигает 200000-270000 км/с.

Гамма-излучение ( ) было идентифицировано как жесткое (т.е. имеющее очень высокую энергию и короткую длину волны ) электромагнитное излучение.

Часто ядра атомов, образующиеся в процессе радиоактивных превращений, обладают избыточной энергией. Переходя в основное состояние, они излучают избыток энергии в виде гамма-квантов.

Все радиоактивные превращения всегда сопровождаются испусканием того или иного вида излучения, причем один акт распада дает только одну частицу – либо , либо , в результате чего данное ядро становиться ядром другого элемента. Образовавшееся ядро так же может быть радиоактивным и распадаться по тому или иному типу. Процесс последовательных ядерных превращений всегда заканчивается образованием стабильных изотопов.

Дата добавления: 2015-12-08