PROMIENIOWANIE

JONIZUJĄCE:

Promieniowaniem jonizującym

nazywamy klasę obiektów

atomowych i subatomowych

wywołujących jonizację ośrodka

materialnego, tj. oderwanie

przynajmniej jednego elektronu od

atomu lub cząsteczki albo wybicie

go ze struktury krystalicznej.

GŁÓWNE RODZAJE

PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO:

PRZEMIANA ALFA (

EMITOWANE PRZEZ:

• RAD
•RADON
•URAN
•TOR

PRZEMIANA BETA (

EMITOWANE PRZEZ:

•STRONT 90
•WĘGIEL 14
•TRYT
•SIARKA 35



fala

elektromagnetyczna o

długości poniżej 10 pm



bardzo przenikliwe – 1

cm ołowiu lub 6 cm

betonu zmniejszają

natężenie o połowę



zalicza się tu także

promieniowanie X



Emitery: jod-131, cez-

137, kobalt-60, rad-226



NIE POWODUJE ZMIANY

LICZBY ATOMOWEJ I

MASOWEJ JĄDRA

Promieniowanie
gamma

WIELKOŚCI

PROMIENIOWANIA:

ENERGIA PROMIENIOWANIA (E)

Energia równa energii uzyskiwanej przez ładunek

elementarny (np. elektronu lub protonu)

przyspieszony w

polu elektrostatycznym o różnicy potencjałów 1

wolta.

1 eV (elektronowolt) = 1,6 × 10

-19

AKTYWNOŚĆ (A) bekerel,

Jest to liczba spontanicznych przemian

jądrowych w źródle na sekundę,

1 Bq = s-1 = przemiana

jądrowa/sekunda

Aktywność może być przeliczona np. na kilogram

substancji lub objętość próbki.

Przykładowe wartości:



Cez

137

Cs: 0,2 – 10 Bq/kg



popiół węglowy: 2000 Bq/kg



substancje uwolnione podczas

katastrofy w Czarnobylu: 12 x 10



dopuszczalna aktywnośc radonu w

pomieszczeniu mieszkalnym: 200

Bq/m

OKRES POŁOWICZNEGO

ROZPADU T

1/2



Jest to czas, po jakim połowa jąder

próbki ulegnie rozpadowi.



Wartość ta jest stała dla każdego

pierwiastka



nie można określić, które jądra ulegną

rozpadowi – jest to proces

przypadkowy, spontaniczny



waha się od 1,6 x 10

-4

s do 4,5 x 10

lat.

PRZYKŁAD:

Okres połowicznego rozpadu węgla

wynosi 5700 lat. Oznacza to, że z

próbki o

masie 1 kg po tym czasie zostanie 500

g, po

następnych 5700 latach – 250 g,

następnie

125 g -> 62,5 -> 31,75 itd.

aktywność radionuklidów



Izotopy promieniotwórcze, radioizotopy

– niestabilne, izotopy radioaktywne,

których atomy samoistnie rozpadają

się, dając w wyniku inne atomy, cząstki

elementarne oraz wydzielając energię

w postaci promieniowania gamma.

Atomy radioizotopów nazywamy

radionuklidami



Izotopy promieniotwórcze charakteryzuje

okres połowicznego zaniku

pierwotne izotopy

promieniotwórcze



posiadające czasy połowicznego zaniku

(T1/2) powyżej 0,5 mld lat



najbardziej istotnymi izotopami w tej klasie

są:



238U (4,5 mld lat),



232Th (14 mld lat)

mniej istotne to 235U (0,71 mld lat),87Rb

(48 mld lat) oraz alfa promieniotwórcze pierwiastki ziem rzadkich, np.

147Sm (105 mld lat), a także kilkanaście in.

Ze względu na pochodzenie izotopy

promieniotwórcze dzieli się na trzy kategorie:

wtórne izotopy promieniotwórcze

pochodzą z sekwencyjnych rozpadów

niektórych izotopów należących do

kategorii pierwszej

(szeregi promieniotwórcze)

Jest to grupa ponad trzydziestu izotopów,

wśród nich najistotniejsze są :



izotopy radu: 226Ra i 228Ra,



radonu: 222Rn i 220Rn,



polonu: 210Po,



ołowiu: 210Pb.

kosmogenne pierwiastki promieniotwórcze

grupa ponad dziesięciu izotopów

promieniotwórczych lekkich pierwiastków



powstają ciągle, głównie w górnych warstwach

atmosfery ziemskiej, w reakcjach jądrowych (tzw.

reakcje spalacji) wywołanych przez protony

promieniowania kosmicznego

Najbardziej istotne wśród nich to:



14C (5,7 tys. lat),



7Be (54 dni),



10Be (1,7 mln lat),



3H (12 lat)

Izotopy dzielimy na:

izotopy naturalne i izotopy sztuczne.



Większość izotopów naturalnych jest

izotopami trwałymi

tylko niektóre

ulegają przemianom

promieniotwórczym.



Na przykład chlor ma 9 izotopów, z których tylko 2 (35Cl i 37Cl) są trwałe,

natomiast pozostałe ulegają promieniotwórczemu rozpadowi.



Większość izotopów sztucznych

uzyskiwanych w reakcjach jądrowych

jest izotopami promieniotwórczymi.

NATURALNE izotopy

promieniotwórcze

Naturalne

radionuklidy



Są syntezowane w gwiazdach,

szczególnie podczas wybuchów

supernowych.



Niektóre z nich (np. uran) posiadają wystarczająco

długi okres półtrwania, aby nie ulegały one

samorzutnemu rozpadowi w ciągu miliardów lat.



Niektóre izotopy (np. 14C) są tworzone podczas

zderzeń wysokoenergetycznych cząstek

pochodzących z kosmosu z budulcami atmosfery

ziemskiej

SZTUCZNE RADIONUKLIDY



są wytwarzane w reaktorach jądrowych oraz

akceleratorach umożliwiających syntezę nowych

pierwiastków.



Radioizotopy syntezowane podczas przemian

jądrowych w reaktorach powstają w wyniku

oddziaływania dużej ilości neutronów na elementy

reaktora, przykładem jest syntezowany tal-201.

Generatory radionuklidów

zawierają izotop o

względnie krótkim czasie półtrwania, który

rozpadając się tworzy użyteczny radionuklid.

Generatory te są używane w medycynie jądrowej.

Przykładowym generatorem jest technet-99

produkujący pożądany molibden-99.

Niektóre radionuklidy są obecne

naturze

w mikroskopijnych ilościach z

powodu rzadkości występowania, a

także krótkiego czasu półtrwania.

Sztuczne

radionuklidy są wytwarzane

wyłącznie w sztucznych przemianach

jądrowych.

Nuklid

Zasób w ciele

Aktywn. w
ciele

Dzienna
dawka

238U

90 mg

1,1 Bq

1,9 mg

232Th

30 mg

0,11 Bq

3 mg

40K

17 mg

4,4 kBq

0,39 mg

226Ra

31 pg

1,1 Bq

2,3 pg

14C

22 ng

3,7 kBq

1,8 ng

0,06 pg

23 Bq

0,003 pg

210Po

0,2 pg

37 Bq

0,6 mg

DOZYMETRIA

PROMIENIOWANIA:

Promieniowanie jonizujące może

niszczyć

tkanki żywe – jest niebezpieczna dla

zdrowia i życia. Skutki zależą od

rodzaju

promieniowania, jego dawki i energii.

DAWKA EKSPOZYCYJNA (X):

Ilość ładunku jednego znaku w

jednostce

masy suchego powietrza wytworzona

wskutek jonizacji promieniowania X lub

gamma.

C/kg = kulomb/kilogram (w powietrzu)

Moc dawki: C/kg/s = A/kg

DAWKA POCHŁONIĘTA (D)

Energia promieniowania jonizującego

pochłonięta przez określoną,

jednostkową

masę materii.

1 Gy (grej) = J/kg = dżul/kilogram

Moc dawk pochłoniętej: Gy/s

DAWKA RÓWNOWAŻNA

(HT)

Dawka pochłonięta w tkance lub narządzie T, z uwzględnieniem

rodzaju i jakości promieniowania R.

1 Sv = J/kg = dżul/kilogram

= H

T,R1

+ H

T,R2

+ ...

T,R

= w

× D

T,R

oznacza współczynnik wagowy promieniowania, uwzględniający

wielkość niszczącego wpływu biologicznego na tkankę promieniowania

określonego rodzaju.

T,R

oznacza dawkę pochłoniętą od promieniowania R uśrednioną w tkance

lub narządzie T.

Wartości w

dla rodzajów promieniowania i zakresów energii

Fotony (promieniowanie X,

promieniowanie gamma) wszystkie

energie

Elektrony (promieniowanie b) i miony

wszystkie energie

Neutrony, energie < 10 keV

Neutrony, energie > 10 keV do 100 keV

Neutrony, energie > 100 keV do 2 MeV

Neutrony, energie > 2 MeV do 20 MeV

Neutrony, energie > 20 MeV

Protony, z wyłączeniem protonów

odrzutu, energie > 2 MeV

Cząstki alfa, fragmenty rozszczepienia,

ciężkie jądra (jony)

DAWKA SKUTECZNA EFEKTYWNA

(E)

Suma wszystkich dawek równoważnych od

napromieniowania zewnętrznego i

wewnętrznego we wszystkich tkankach i

narządach, z uwzględnieniem odpowiednich

współczynników wagowych narządów lub

tkanek, obrazująca narażenie całego ciała.

DAWKA GRANICZNA



Największa dawka promieniowania ponad

tło naturalne, która jest uznawana za

bezpiecznie małą. Dla większości

społeczeństwa wynosi ona

1 mSv/rok

(100 mrem/rok),

dawniej było to

mSv/rok (500 mrem/rok).

Dla ludzi

zawodowo narażonych na promieniowanie

jonizujące przyjmuje się dawkę graniczną

50 mSv/rok (5rem/rok).

DAWKA LETALNA

(LD50/30)



Dawka letalna (LD50/30) została

wprowadzona w związku z faktem, iż

jednakowe dawki promieniowania

wywierają na różne organizmy różne

skutki. Dawkę letalną określa się dla danej

populacji i jest to

jednorazowa dawka

promieniowania, jaka jest potrzebna

do zgonu 50% osobników danej

populacji w ciągu 30 dni od

napromieniowania.

DAWKI LETALNE:

Organizm

LD50/30 (Sv)



człowiek

3-4



małpa

5-6



osioł

7,8



koza

3,5



żółw



nietoperz

150



ślimak

80-200



mucha

800



pantofelek

3000

DAWKA LETALNA 100%

(LD100)

Najmniejsza dawka promieniowania,

prowadząca do zgonu 100%

organizmów

danej populacji w 30 dni od ekspozycji

jednorazowej. Dawkę tę mierzy się,

podobnie jak dawkę LD50/30 w

jednostkach

dawki równoważnej.

Podstawowe zasady

ochrony radiologicznej

Skutki wywołane promieniowaniem

jonizującym są tym mniejsze im:



krócej znajdujemy się w polu promieniowania



dalej przebywamy od źródła promieniowania

(10 razy dalej 100 razy bezpieczniej)



grubszą osłoną oddzielamy się od źródła

promieniowania



mniej aktywne jest źródło promieniowania."

Praktyczne przeliczanie i

posługiwanie się

jednostkami

radioaktywności

Wzory przeliczeniowe promieniowania

jonizującego

Kiur-Bekerel

Ci = 3,7 x 10^10 rozpadów

Przeliczenie:

μCi x 37 =kBq kBq x 0,02703 = μ\Ci

MCi x 37 = MBq

MBq x 0,02703 = mCi

Ci x 37 = GBq GBq x 0,02703 = Ci

Przykład: 350 μCi = 12950kBq = 13 MBq

Rentgen-Kolumb

Przeliczenie:

R x 0,258 = Mc/kg mC/kg x 3,876 R

Przykład: 4500r = 1161 m C/kg = 1,161 C/kg

Rad-Grej

Przeliczanie:

rad x 0,01 = Gy rad x 10 = mGy

Gy x 100 = rad mGy x 0,1 =

rad

Przykład: 870 rad = 8,7 Gy

Rem-Siwert

Przeliczanie:

rem x 0,01 = Sv Sv x100 = rem

Przykład: 460 rem = 4,6 Sv

PREZENTACJA PROMIENIOWANIE ppt

Document Outline