2.9.10.  Основи  радіоекології

Радіоекологія – це розділ медицини,  зв’язаний  з медичною еко- логією, екологією людини, що вивчає дії радіоактивних випромі- нювань на організми  – людей, тварин, рослин. Існує медична раді- оекологія, яка досліджує впливи  таких випромінювань на тканини, розробляє методи лікування онкологічних  захворювань.

Радіоактивні випромінювання дуже небезпечні, якщо перевищу- ється допустимий їх рівень дії. Вони відносяться до факторів фізико- хімічної дії. Першим  у 1895 р. дію природного  радіоактивного ви- промінювання від мінералу,  що містить  сполуки  урану, спостерігав французький вчений Анрі Беккерель. У цьому ж році німецький фізик К. Рентген опублікував повідомлення про Х-промені  – радіоактивні промені штучного походження. Але раніше, ще у 1893 р. український вчений Іван Пулюй першим у світі вже отримав, як тепер кажуть, рент- генівський знімок кисті руки людини. Пізніше, вже у Першій світовій війні, німці використовували так звані рентгенівські  апарати.


Радіоактивні  випромінювання  ділять  на дві  групи:  корпускуляр- ні – альфа  частки (α) – ядра атомів гелію (4Не ), бета (β) – електро- ни  (е-1),  або позитрони (е+), протони  (Р+), нейтрони  (nО) та кван- тові  або  електромагнітні випромінювання –  гамма-частки   (γ), що мають природне – космічне випромінювання, або штучне походження. Гамма-випромінювання – це електромагнітне (квантове) природне ви- промінювання великої  проникаючої  спроможності.  Рентгенівське ви- промінювання  виникає  при зіткненні  β – випромінювання  з атомами важких металів. Альфа (α) та бета (β) випромінювання  мають невели- ку проникаючу  спроможність  і тому вони гальмуються  навіть такими перепонами,  як одяг, папір, скло. Інші  мають велику  енергію і тому можуть проникати навіть через цегляні, металеві перепони. Їх можуть гальмувати товсті прошарки свинцю.

Всі  радіоактивні  елементи,  розпадаючись,   перетворюються в інші елементи  через суворо визначені  проміжки  часу (Т),  відповід- но до закону  радіоактивного розпаду:  L=0,693/Т, де L – постійна розпаду для даного елемента. Для кожного радіоактивного елемента час напіврозпаду є величина  постійна  і, наприклад,  складає  для то- рію 13,9 млрд років, урану – 4,51 млрд років, радію – 1617, ізотопів цезію – 137 – 30 років, кобальту – 60 – 5,3 роки.

Таким чином, знаючи вміст в певному об’єкті (скам’янілі  решт- ки, мінерали) концентрацію  радіоактивного ізотопу та період його піврозпаду,  можна визначити час виникнення об’єкта. Важливими характеристиками радіоактивних речовин, випромінювань є такі параметри: активність, поглинена доза, потужність цієї дози, екві- валентна доза випромінювання і її потужність.  Активність раді- оактивної  речовини  характеризує кількість   ядерних  перетворень за одиницю  часу – це Беккерель  (Бк) – один розпад  за секунду  (1 розп/с). Інша  – позасистемна   одиниця  – Кюрі  (Кі),  що  складає

3,7×1010   Бк (1 Кі=3,7×1010  Бк)  і еквівалентна 1г радію, або 3 тонам урану,  або  0,001г  радіоактивного ізотопа  кобальта-60.  Поглинена доза випромінювання – це енергія, поглинена  одиницею маси опро- міненого об’єкта – живого або неживого – Грей (1 Гр=1 Дж/кг=100 рад) – в системі СІ. Позасистемна одиниця  – рад (Р),  1рад (1ерг/ р=0,01Гр=0,01Дж/кг). Отже, 1Гр=1Дж/кг=100 рад. Потужність поглиненої дози іонізуючого випромінювання (Р)  – доза, поглинена за одиницю  часу: 1Гр/с=100 рад/с.  Еквівалентна  доза випроміню- вання – Зіверт (Зв) – обумовлює  такий же біологічний  ефект, як 1

Гр поглиненої дози рентгенівського або гама-випромінювання (Дж/


кг), тобто 0,01Зв=1бер (бер  – біологічний  еквівалент  рентгена),  1

Зв=100 бер. Потужність еквівалентної дози випромінювання – ек- вівалентна  доза в одиницю  часу (Зв/с): 0,01 Зв/с=1 бер/с.  Широ- ко використовується позасистемна  одиниця  експозиційної дози – Рентген (Р). Один рентген утворює в 1 куб. см сухого повітря  при нормальних умовах 2,08×109   пар іонів або 1Р = 2,58 104  Кл/кг, або

1Кл/кг=3876.10-8 Р.

Питання

1.   Що вивчає радіоекологія?

2.   Що таке  радіоактивні випромінювання, їх природа, класи- фікація?

3.   Як застосовують закон напіврозпаду радіоактивної речови- ни?

4.   Основні характеристики радіоактивних випромінювань.