что такое активность и в каких единицах она измеряется

Поскольку вероятность радиоактивного распада для данного радионуклида является фиксированной физической величиной (с некоторыми небольшими исключениями, см. Изменение скорости распада ), количество распадов, которые происходят в заданное время определенного числа атомов этого радионуклида, также является фиксированным. физическая величина (если имеется достаточно большое количество атомов, чтобы игнорировать статистические флуктуации).

Таким образом, удельная активность определяется как активность на количество атомов определенного радионуклида. Обычно она выражается в единицах Бк / кг, но другой широко используемой единицей активности является кюри (Ки), позволяющая определять удельную активность в Ки / г. Количество удельной активности не следует путать с уровнем воздействия ионизирующего излучения и, следовательно, с воздействием или поглощенной дозой. Поглощенная доза является величина важна при оценке воздействия ионизирующего излучения на организм человека.

СОДЕРЖАНИЕ

Формулировка

Связь между λ и T _1/2

Радиоактивность выражается как скорость распада определенного радионуклида с константой распада λ и числом атомов N :

Интегральное решение описывается экспоненциальным убыванием :

Период полураспада T _1/2 определяется как время, в течение которого половина заданного количества радиоактивных атомов подвергается радиоактивному распаду:

Принимая натуральный логарифм от обеих сторон, период полураспада определяется как

Напротив, постоянная затухания λ может быть получена из периода полураспада T _1/2 как

Расчет удельной активности

Масса радионуклида определяется выражением

Удельная радиоактивность a определяется как радиоактивность на единицу массы радионуклида:

Таким образом, удельную радиоактивность также можно описать как

Это уравнение упрощается до

Если период полураспада измеряется в годах, а не в секундах:

Пример: удельная активность Ra-226.

Например, удельная радиоактивность радия-226 с периодом полураспада 1600 лет получается как

Это значение, полученное для радия-226, было определено как единица радиоактивности, известная как кюри (Ки).

Расчет периода полураспада по удельной активности

Экспериментально измеренная удельная активность может использоваться для расчета периода полураспада радионуклида.

Где постоянная распада λ связана с удельной радиоактивностью a следующим уравнением:

Следовательно, период полураспада также можно описать как

Пример: период полураспада Rb-87

Примеры

Приложения

Удельная активность радионуклидов особенно важна, когда речь идет о выборе их для производства терапевтических фармацевтических препаратов, а также для иммуноанализов или других диагностических процедур или для оценки радиоактивности в определенных средах, а также для ряда других биомедицинских применений.

Источник

Вопрос 5.Активность,виды активности,основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и переиод полураспада

Вопрос 5.Активность,виды активности,основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и переиод полураспада

Активность – это мера количества радиоактивного вещества, которая выражается числом радиоактивных превращений (распадов ядер) в единицу времени(или скорость ядер,распавшихся в единицу времени).Единицей активности в системе СИ служит беккерель(Бк,Bq).1 Бк-такое количество радионуклидов,в котором за одну секунду проиходит один распад.

Основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и период полураспада:

где А-активность,А₀-скорость распада в начальный момент времени t=0,е-постоянная распада(=ln2)

Вопрос №6.Ионизирующие излучения и их характеристики.

Ионизирующее излучение— это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

Альфа-частица— это положительно заряженные ионы гелия, образующиеся при распаде ядер, как правило, тяжелых естественных элементов (радия, тория и др.). Эти лучи не проникают глубоко в твердые или жидкие среды, поэтому для защиты от внешнего воздействия достаточно защититься любым тонким слоем, даже листком бумаги.

Бета-излучениепредставляет собой поток электронов, образующихся при распаде ядер как естественных, так и искусственных радиоактивных элементов. Бета-излучения обладают большей проникающей способностью по сравнению с альфа-лучами, поэтому и для защиты от них требуются более плотные и толстые экраны. Разновидностью бета-излучений, образующихся при распаде некоторых искусственных радиоактивных элементов, являются. позитроны. Они отличаются от электронов лишь положительным зарядом, поэтому при воздействии на поток лучей магнитным полем они отклоняются в противоположную сторону.

Гамма-излучение, представляют собой жесткие электромагнитные колебания, образующиеся при распаде ядер многих радиоактивных элементов. Эти лучи обладают гораздо большей проникающей способностью. Поэтому для экранирования от них необходимы специальные устройства из материалов, способных хорошо задерживать эnи лучи (свинец, бетон, вода).Ионизирующий эффект действия гамма-излучения обусловлен в основном как непосредственным расходованием собственной энергии, так и ионизирующим действием электронов, выбиваемых из облучаемого вещества.

Рентгеновское излучениеобразуется при работе рентгеновских трубок, а также сложных электронных установок. По характеру рентгеновские лучи во многом сходны с гамма-лучами и отличаются от них происхождением и иногда длиной волны: рентгеновские лучи, как правило, имеют большую длину волны и более низкие частоты, чем гамма-лучи. Ионизация вследствие воздействия рентгеновских лучей происходит в большей степени за счет выбиваемых ими электронов и лишь незначительно за счет непосредственной траты собственной энергии. Эти лучи также обладают значительной проникающей способностью.

Нейтронное излучениепредставляет собой поток нейтральных, то есть незаряженных частиц нейтронов (n) являющихся составной частью всех ядер, за исключением атома водорода. Они не обладают зарядами, поэтому сами не оказывают ионизирующего действия, однако весьма значительный ионизирующий эффект происходят за счет взаимодействия нейтронов с ядрами облучаемых веществ. Облучаемые нейтронами вещества могут приобретать радиоактивные свойства, то есть получать так — называемую наведенную радиоактивность. Нейтронное излучение образуется при работе ускорителей элементарных частиц, ядерных реакторов и т. д. Нейтронное излучение обладает наибольшей проникающей способностью. Задерживаются нейтроны веществами, содержащими в своей молекуле водород (вода, парафин и др.).

Дозиметрические величины, единицы измерения

1) Ранее определялся как коэфф. качества излучения и обозначался Qили К.

В практике дозиметрических измерений могут также широко использоваться:

— эффективная коллективная, полувековая и другие дозы;

— активность – удельная (Бк/кг), объемная (мкКu/литр), поверхостная (мкКu/см 2 ) и т. д.

Вопрос 20. Требования к ограничению облучения.

Население подвергается внешнему и внутреннему облучению ионизирующим излучением природных и искусственных источников. К природным источникам относятся космическое излучение и природные радионуклиды, содержащиеся в окружающей среде и поступающие в организм человека с воздухом, водой и пищей. Искусственные источники излучения разделяются на медицинские (диагностические и радиотерапевтические процедуры) и техногенные (искусственные и специально сконцентрированные человеком природные радионуклиды, генераторы ионизирующего излучения и др.).

В отношении всех источников облучения населения следует принимать меры как по снижению дозы излучения у отдельных лиц, так и по уменьшению числа лиц, подвергающихся облучению.

Следует различать техногенные источники, находящиеся под контролем или в процессе нормальной эксплуатации, и источники, находящиеся вне контроля (утерянные, рассеянные в окружающей среде в результате радиационной аварии и др.).

Ограничение облучения техногенными источниками.

Годовая доза облучения у населения от всех техногенных источников и условиях их нормальной эксплуатации не должна превышать основные дозовые пределы.

Ограничение облучения населения природными источниками

Допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников ионизирующего излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников.

Удельная эффективная активность (А_эфф)естественных радионуклидов в строительных материалах, добываемых на их месторождениях (щебень, гравий, песок, бутовый и пилонный камень, цементное и кирпичное сырье и пр.) или являющихся побочным продуктом промышленности, а также отходы промышленного производства, используемые для изготовления строительных материалов (золы, шлаки и пр.), не должна превышать:

• для материалов, используемых во вновь строящихся жилых и общественных зданиях (I класс) А_эфф 370 Бк/кг

• для материалов, используемых в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений (II класс): А_эфф 740 Бк/кг;

• для материалов, используемых в дорожном строительстве вне населенных пунктов (III класс): А_эфф 2,8 кБк/кг.

При А_эфф > 2,8 кБк/кг вопрос об использовании материалов решается в каждом случае отдельно по согласованию с федеральным органом Госсанэпиднадзора.

Эффективная доза за счет естественных радионуклидов в питьевой воде не должна превышать 0,2 мЗв/год.

Ограничение медицинского облучения населения

Принципы контроля и ограничения радиационных воздействий в медицине основаны на получении необходимой и полезной для больного диагностической информации или терапевтического эффекта при минимально возможных уровнях облучения. При этом не устанавливаются предельные дозовые значения и используются принципы обоснования по показаниям радиологических медицинских процедур и оптимизации мер защиты.

Вопрос 21.Радиоактивное загрязнение местности РБ после аварии на ЧАЭС.Краткая хар-ка радионуклидов чернобыльского выброса( 131 I, 137 Cs, 90 Sr, 239 Pu, 241 Am)

Цезий 137-загрязнил 23% территории,строонций 90-загрязнил 10%,плутоний 238,239,240-загрязнили 2%.

Полностью оказались радиоактивно загрязненными Гомельская и Могилевская области.

Цезий-137 закрепляется в бедных калием почвах.В организм человека поступает через желудочно-кишечный тракт и накапливается в мышцах(80%)и в костях(8%).Период полураспада =30 лет.

Стронций-90 накапливается в костях;конкурирует с Ca.Некоторое накопление происходит в почках,слюнной и щитовидной железах,в легких.Период полураспада 29 лет.

Плутоний-239 поглощается кровью,опасен при попадании в органы дыхания,желудочно-кишечный тракт и на поврежденную кожу.Также попадает в костный мозг,подавляя систему кроветворения.Период полураспада-24065 лет.

Америций-241 хорошо растворим в воде,значит,что будет активно поступать в организм чел-ка с водой,растительной пищей,животными продуктами.Период полураспада 432 года.

Горизонтальная миграция радионуклидов означает распространение радионуклидов вместе с пылью засчет ветра.Частично радионуклиды смываются дождевыми и паводковыми водами.

Вертикальная миграция радионуклидов происходит засчет адсобции и адгезии.Адсорбция-увеличение концентрации растворенного вещества у поверхности почвы.Адгезия-возникновение связи между поверхностыми слоями двух инородных тел.

Ой вопрос.Радиопротекторы

Радиопротекторы используются лишь с целью профилактики и облегчают течение лучевой болезни. Введение радиопротекторов после облучения оказывается неэффективным. Условно радиопротекторы можно разбить на две группы: 1) радиопротекторы кратковременного, одномоментного действия, которые вводят в организм за короткий промежуток времени до облучения, и 2) радиопротекторы пролонгированного действия, которые вводят многократно, обычно небольшими дозами до лучевого воздействия. Радиопротекторы используются лишь с целью профилактики и облегчают течение лучевой болезни. Введение радиопротекторов после облучения оказывается неэффективным.

Условно радиопротекторы можно разбить на две группы: 1) радиопротекторы кратковременного, одномоментного действия, которые вводят в организм за короткий промежуток времени до облучения, и 2) радиопротекторы пролонгированного действия, которые вводят многократно, обычно небольшими дозами до лучевого воздействия.

Биологическое оружие

Очаг комбинированного поражения (ОКП) – территория, в границах которой в результате одновременного или последовательного воздействия двух или более поражающих факторов чрезвычайных ситуаций мирного или военного времени произошли массовые и преимущественно комбинированные поражения людей, животных и растений, а также разрушения и повреждения зданий и сооружений.

Тиф– это бактериальная инфекция, которая поражает сначала кишечник, затем распространяется на печень, селезенку и желчный пузырь. Это высоко заразное заболевание, передающееся через воду и пищу, содержащие возбудителя. Даже выздоровевший после тифа человек может в течение многих лет оставаться носителем бактерий, вызывающих тиф.

Гепатит А – вирусная инфекция, типичная причина воспаления печени во всем мире. Заражение происходит в основном через загрязненные продукты питания и воду. Играют роль непосредственный контакт с больным, а также пользование одной посудой и общим туалетом. Вирус может сохраняться на руках человека несколько часов, а на пище при комнатной температуре еще дольше.

Гепатит В – это системное вирусное заболевание, которое характеризуется поражением печени и различными внепеченочными проявлениями.

Гепатит C – это инфекционное заболевание печени, вызываемое вирусом гепатита С. Чтобы заражение вирусом гепатита C осуществилось, необходимо чтобы материал, содержащий вирус (кровь инфицированного человека) попал в кровяное русло другого человека.

Грипп – это вирусная инфекция, поражающая нос, горло и иногда легкие. Как правило, для практически здоровых людей грипп неопасен.

Краснуха является вирусной инфекцией, при которой на теле появляется сыпь, сходная с сыпью при обычной кори. Но в отличие от кори, которая представляет собой серьёзное, зачастую угрожающее жизни заболевание, краснуха менее опасна.

Малярия представляет собой серьёзное инфекционное заболевание, в основном передающееся человеку комарами вида Anopheles. Кроме того, это заболевание может передаваться от матери к плоду, при переливании заражённой крови и через контакт с кровью инфицированного человека (например, при повторном использовании шприцов наркоманами).

Менингит – это воспаление мягких оболочек вокруг головного и спинного мозга, которое может быть вызвано бактериями и вирусами. Бактериальный менингит и менингококковая септицемия являются очень серьезными заболеваниями и нуждаются в срочном лечении антибиотиками.

Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) – заболевание, которое поражает систему защиты организма от инфекций. Даже самая незначительная инфекция, от которой здоровый организм может легко избавиться, у больных СПИД может привести к серьезным последствиям.

Столбняк – это инфекционное заболевание, которое поражает нервную систему. Столбняк попадает в организм через рану или порез. Бактерии могут попасть в организм даже через небольшие царапины и ранки, но особенно опасны глубокие раны от гвоздей или лезвий. Бактерии столбняка есть везде: их часто находят в почве, пыли и навозе. Столбняк приводит к спазму жевательных и дыхательных мышц.

Холера – это заболевание пищеварительной системы, вызываемой бактерией Vibrio cholerae. В развитых странах (в Европе, США, Австралии) холера встречается чрезвычайно редко, однако в других регионах мира (многие страны Азии, Африки, Южной Америки) она все еще довольно распространена.

№38.ЧС, вызванные болезнями и вредителями с/х растений.

Болезнь растений – это нарушение нормального обмена веществ клеток, органов и целого растения под влиянием фитопатогена или неблагоприятных условий среды, приводящее к снижению продуктивности растений или полной их гибели.

Известно более 68 000 видов болезнетворных микробов и вредителей, которые способны повреждать растения и таким образом снижать урожай.

Классификация болезней растений производится по следующим признакам:

— место или фаза развития растений (болезни семян, всходов, рассады, взрослых растений);

— место проявления (местные, локальные, общие);

— течение (острые, хронические);

— причина возникновения (инфекционные, неинфекционные).

Неинфекционные заболевания растений в основном вызываются дисбалансом или дефицитом отдельных микроэлементов в почве, а также климатическими условиями, состояние погоды и т.п.

Инфекционные заболевания растений в основном вызываются бактериями, вирусами и грибками.

Все потологичесике изменения в растениях проявляются в разнообразных формах и подразделяются на основные типы: гнили, мумификация, увядание, некрозы, налеты, наросты и др.

№39.Физические загрязнения среды связаны с изменениями физических, температурно-энергетических, волновых и радиационных параметров внешней среды.

Механическое загрязнение – это засорение среды агентами, оказывающими главным образом неблагоприятное механическое воздействие. Это, в основном, различные виды отходов

Наиболее опасные последствия:

Проблема захоронения и нейтрализации отходов в большинстве стран мира остается нерешенной. Вместе с тем, некоторые пути, хотя бы уменьшения количества отходов имеются и частично реализованы в Республике Беларусь:

Тепловое загрязнение

Учеными мира отмечается глобальное потепление климата, которое будет продолжаться. Истинные причины потепления абсолютно точно не установлены, но считается, что это могут быть как естественные, так и антропогенные.

По мнению ученых основными причинами потепления климата являются:

Считается, что решающую роль в потепление климата вносит «парниковый» эффект. Если темпы выброса углекислого газа в атмосферу сохранятся, то температура на Земле за 21 столетие повысится в среднем на 3,50С, по другим данным не менее чем на 50С. А пока среднегодовая температура на земном шаре повысилась на 0,60С.

Опасными процессами и явлениями для живой природы в результате потепления климата можно считать:

исчезновение одних видов флоры и фауны и рост количества других, что приведет к нарушению биологического и экологического равновесия; нарушение экологического равновесия, что может вызвать эпидемии с непредска­зуемыми последствиями; сокращение срока жизни особей фауны, изменение их поведения и их постепенная гибель; изменение газового состава атмосферы с непредсказуемыми последст­виями для жизнедеятельности всего живого; смещение климатических зон; рост количества отдельных стихийных бедствий в различных частях земного шара (засух, наводнений, бурь, ураганов, пожаров и др.); массовое переселение людей из затапливаемых территорий (за счет поднятия уровня Мирового океана до 1,5 м будет затоплена территория, где проживает более
1 миллиарда человек); спад производства сельскохозяйственной продукции; сокращение количества лесов; сокращение рыбных запасов; рост количества людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы; рост тепловых и солнечных ударов людей; засоление подземных источников пресной воды и др.

В результате возникнут проблемы со здоровьем у людей, будет сокращаться их продолжительность жизни. Возникнут проблемы и с развитием экономики.

Шумовое загрязнение

Шумом принято считать всякий нежелательный для человека звук, не несущий полезной информации. Известно, что естественные шумы человеку необходимы (шум, деревьев, воды и т.п.), однако искусственные шумы опасны для человека и животного мира.

Источниками шумов являются: автотранспорт, трамваи, желез-нодорожный транспорт, предприятия, инженерная и военная техника, летящие самолеты, бытовая техника и т.д.

Допустимый уровень шума в квартире 40 дБ днем и
30 дБ ночью, санитарный порог 55 дБ. Санитарными нормами определены допустимые уровни с учетом диапазона частот и времени воздействия.

Вопрос 5.Активность,виды активности,основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и переиод полураспада

Активность – это мера количества радиоактивного вещества, которая выражается числом радиоактивных превращений (распадов ядер) в единицу времени(или скорость ядер,распавшихся в единицу времени).Единицей активности в системе СИ служит беккерель(Бк,Bq).1 Бк-такое количество радионуклидов,в котором за одну секунду проиходит один распад.

Основной закон радиоактивного распада,выраженный через активность и период полураспада:

где А-активность,А₀-скорость распада в начальный момент времени t=0,е-постоянная распада(=ln2)

Источник

Активность и единицы измерения

Активность есть мера интенсивности распада радионуклида, она определяется как количество распадов ядер атомов радиоактивного вещества в единицу времени, т. е. как скорость распада ядер.

Если радиоактивное вещество содержит N атомов и его постоянная распада, выражающая долю распадающихся атомов в единицу времени, l, то активность будет равна

А_n (3.12)

Известно, что постоянная радиоактивного распада и период полураспада Т_1/2 связаны соотношением

. (3.13)

Моль вещества содержит 6,02´10 23 атомов. В массе m вещества с массовым числом А число атомов N равно

. (3.14)

Тогда активность источника выражается формулой

А_n , (3.15)

где А_n – активность радионуклида, Бк; m – масса радионуклида, г; А – массовое число радионуклида; Т – период полураспада радионуклида, с.

Активность источника, в котором содержатся радиоактивные ядра одного вида, уменьшается во времени по экспоненциальному закону:

А_n = А₀ , (3.16)

где А₀ – активность источника в начальный момент времени t = 0); t – текущее время, которому соответствует активность вещества A_n.

Чем меньше период полураспада, тем большая доля ядер атомов радионуклида распадается в единицу времени. Число распадов в единицу времени в данном количестве радиоактивного вещества выражает активность вещества. Поэтому количество радиоактивного вещества удобнее выражать не в весовых единицах, а в единицах активности.

Единицей измерения активности в Международной системе единиц (СИ) является Беккерель (Бк). Единица названа в честь первооткрывателя радиоактивности французского ученого Анри Беккереля. Беккерель равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит 1 распад, т. е. 1 Бк = 1 расп./с.

В практике применяется и внесистемная единица измерения активности –Кюри (Ки). Кюри равен активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором за время 1 с происходит 3,7´10 10 распадов, т. е. 1 Ки = 3,7´10 10 Бк, такой активностью обладает 1 г радия и радиоактивность 1 г Rа была принята за единицу измерения Кюри.

1 Бк = 1 расп./с = 2,703´10 –11 Ки.

Вес радионуклида активностью 1 Ки тем больше, чем медленнее распадается вещество, т.е. чем больше период его полураспада. Так, для Nа (Т_1/2 = 15 ч) масса = 0,1 г; для Рu (Т_1/2 = 24,4 тыс. лет) масса = 16 г; для U (Т_1/2 = 4,5 млрд. лет) масса = 3 т.

Для характеристики загрязненности продуктов питания, воды, строительных материалов, почвы и т. д. используются: удельная активность А_m = А_n/m, объемная активность А_v = А_n/V и поверхностная активность А_s = А_n/S, где m и V— соответственно масса и объем препарата пробы с активностью А_n, а S – площадь загрязненной поверхности.

Выбор единиц этих величин определяется конкретной задачей.

Если плотность пробы r = 1 кг/л (например, воды), измеренные значения объемной активности А_v, Бк/л численно совпадают с удельной активностью А_m, Бк/кг.

Если плотность пробы отличается от 1кг/л, удельную активность пробы можно найти по формуле

Источник