Radioaktivita, radionuklidy, ionizuj c z ren , d vky, jednotky, cinky, ochrana .


90 views
Uploaded on:
Description
Radioaktivita, radionuklidy, ionizuj
Transcripts
Slide 1

Radioaktivita, radionuklidy, ionizující záření, dávky, jednotky, účinky, ochrana

Slide 2

Radioaktivita existuje od počátku vesmíru, radionuklidy jsou v zemi, v nás, v ovzduší, v potravinách, technická civilizace navíc vnáší radiaci uměle připravenou.

Slide 3

Stavba atomu a vysvětlení velikosti Kdyby bylo atomové jádro velké jako pingpongový míček uprostřed Václavského náměstí, jeho elektronový obal by se koupal ve Vltavě.

Slide 4

Vysvětlení, co je to izotop Izotopy jednoho prvku jsou atomy se stejným počtem protonů a různým počtem neutronů v jádře. Většina prvků má několik izotopů. Mohou být přírodní i uměle vyrobené. Izotopy jednoho prvku mají stejné chemické vlastnosti, lager různé fyzikální vlastnosti. Některé izotopy jsou nestabilní, samovolně se přeměňují an uvolňují přitom ionizující (radioaktivní) záření. Říká se jim radioizotopy . 95 % známých druhů atomů (izotopů) je radioaktivních

Slide 5

Některé atomy (přírodní i umělé) nejsou stabilní, samovolně se přeměňují na jiné atomy a vyzařují při tom záření. Nestabilní jádro se přemění na jiné a na jádro helia. Zářiče alfa jsou např. 235 U, 238 U, 234 U, 241 Am, 222 Rn, 226 Ra V jádře atomu se přemění neutron na proton za současného vyzáření elektronu an antineutrina. Zářičem beta short je např. tritium, 40 K, 234 Th, 210 Pb. Zářičem beta in addition to (vyzáření pozitronu - antielektronu) je např. 52 Mn, 11 C. Nestabilní, excitované jádro přechází do stavu s nižší energií vyzářením fotonu - kvanta elektromagnetické energie. Částice gama je elektromagnetické vlnění s velmi krátkou vlnovou délkou.

Slide 6

Radioaktivita ubývá s časem. Každý radionuklid má charakteristickou konstantu - poločas přeměny. Ionizující záření není závislé na změnách teploty, tlaku, ani na chemických reakcích radionuklidů. Ubývá však s časem. Poločas přeměny je doba, za kterou se přemění právě polovina všech radioaktivních jader přítomných na začátku děje. Za další poločas přeměny se pak rozpadne opět polovina (tj. zbývá 1/4 původních jader) atd. Jaderná přeměna je statistický děj a její pravděpodobnost je stejně veliká ace všechny stejně velké časové intervaly. Za dobu odpovídající 10 poločasům přeměny klesne aktivita na tisícinu původní hodnoty. Za tuto dobu radioizotop prakticky zanikne (vymře). Přeměněné atomy ovšem nezmizí - staly se z nich atomy dceřiného prvku. Poločasy přeměn se pohybují od zlomků sekundy do milionů let.

Slide 7

Kde se bere radioaktivita Kosmogenní radionuklidy Tritium 3 H (poločas 12,5 let) Uhlík 14 C (poločas 5730 let) Radionuklidy primární Draslík 40 K (koncentrace 3.10 - 3 %, poločas 1,26x10 9 let) Thorium 232 Th (koncentrace 8-12x10 - 6 %, poločas 1,4x10 10 let) Uran 238 U (konc. 2-4x10 - 6 %, poločas 4,5x10 9 let) , 235 U (7x10 8 let) Radionuklidy sekundární Radionuklidy rozpadových řad - thoriová, uranová, aktinouranová Ale kde se tu vzaly ty primární? Z výbuchů supernov před miliardami let ve vesmíru.

Slide 8

Veličiny a jednotky Aktivita - počet jaderných přeměn za jednotku času. Jednotkou je becquerel (Bq). Dávka – množství energie předané jednotce hmotnosti prostředí. Jednotkou je dim (Gy) . (Přirovnání: absorbovaná dávka 10 Gy způsobí akutní nemoc z ozáření. Star muže o hmotnosti 80 kg to představuje energii 800 J. Sklenice vody o objemu 3 dcl se touto energií ohřeje o 0,6 stupně C.) Dávkový ekvivalent – zohledňuje to, že různé druhy záření mají při shodné dávce různý vliv na živou tkáň. Jednotkou je sievert (Sv). Příkon dávkového ekvivalentu – působení záření v čase (Sv/h) Přirovnání: hrubým odhadem lze říci, že materiál s aktivitou 300 Bq/l nás ozáří dávkovým ekvivalentem 10 μ Sv (záleží na druhu záření).

Slide 9

Rozdělení zdrojů ozáření master průměrného obyvatele světa (Zdroj: UNSCEAR, IAEA) Spad z testů jaderných zbraní jiné (z toho výpusti z jaderných Instalací činí 0,04 %) 0,30% 0,13% medicína 11% radon v domech (průměr) Kosmické záření 49% 14% Záření z půdy a hornin Přírodní radionuklidy 17% v lidském těle 9%

Slide 10

Rozdělení zdrojů ozáření expert průměrného obyvatele světa (Zdroj: UNSCEAR, IAEA)

Slide 11

Přibližné podíly přírodního a „umělého" ozáření průměrného lidského jedince. Přírodní zdroje: 1. Kosmické záření - ze Slunce a z hlubin vesmíru. Některé složky vznikají v atmosféře Země srážkami s primárním kosmickým zářením. Dávka od kosmického záření roste s nadmořskou výškou. 2. Rozpadem radia v zemské kůře vzniká radioaktivní plyn radon , který z podloží proniká do domů nebo do pitné vody. Radon je zářičem alfa, záření tedy není nebezpečné master povrch našeho těla. Nebezpečné je vdechování tohoto plynu, neboť dceřiné produkty vzniklé přeměnou radonu se mohou usadit v plicích a způsobit tak ozáření nechráněné plicní tkáně. 3. Zemská kůra obsahuje přírodní radioaktivní prvky, nejčastěji uran, thorium, radium. 4. Významným přírodním radioizotopem je izotop draslíku 40 K . Obsahují ho takřka všechny potraviny i naše vlastní tělo. Přírodní radionuklidy obsahuje i vzduch a voda. Umělé zdroje: 5. Televizní nebo počítačové obrazovky, svítící ciferníky hodinek a přístrojů, průmyslové zářiče používané v defektoskopii, ke sterilizaci nebo ve výzkumu. 6. Z umělých zdrojů záření představují největší podíl lékařské aplikace - použití záření a radionuklidů při vyšetření nebo při léčení např. rakoviny. 7. Jaderné elektrárny, výrobny paliva, přepracovací závody a úložiště jaderného odpadu přispívají k celkovému průměrnému ozáření asi setinou procenta. Pozn.: pokus o rekonstrukci pravděpodobného rozložení v ČR, trochu se liší od údajů UNCSEAR na předchozím slajdu, které průměrují celý svět. Star sjednocení doporučuji používat UNSCEAR.

Slide 12

Přírodní radiační pozadí v různých částech světa se liší Čechy - cca 3 mSv/rok Irán (Ramsar) - až 400 mSv/rok Indie (Kerala) - až 17 mSv/rok Brazílie (Guarapari) - až 175 mSv/rok www.suro.cz

Slide 13

Prapůvodní (primordiální) radionuklidy Zdroj: FJFI

Slide 14

Kosmické záření primární - při průchodu atmosférou se pohlcuje, ubývá sekundární - vzniká interakcemi v atmosféře tvoří se elektron-pozitronové páry, ty ztrácejí energii srážkami, vzniká záření gama, děj se opakuje. na povrch atmosféry dopadají desetitisíce částic/m 2 každou sekundu na povrch Země dopadá 180 částic/m 2 každou sekundu ve výšce 4 500 m. n. m. je jich 2,5 x více Druhy záření: ze Slunce protony (90%), alfa částice, z galaxie protony, miony, těžší jádra (Fe, S, Al...) tvrdá složka - rychlé protony, heliony (alfa), těžká jádra měkká složka - elektrony (beta), fotony (gama) Přirovnání: bydlet jeden rok v Dukovanech u skladu použitého jaderného paliva znamená stejné zvýšení dávkového ekvivalentu jako přestěhovat se v domě o patro výše.

Slide 15

Kosmogenní radionuklidy (vzniklé působením kosmického záření) Podíl kosmogenních radionuklidů na dávce je zanedbatelný (celosvětový průměr - odhad 0,01 mSv/rok). Zdroj: FJFI

Slide 16

Radionuklidy produkované lidmi Zdroj: FJFI

Slide 17

Radioaktivita některých materiálů Zdroj: WNA

Slide 18

následující 3 slajdy jsou převzaté z prezentace p. Drábové včetně její grafiky

Slide 19

Příklady expozic ionizujícímu záření včetně limitů platných v ČR

Slide 20

Porovnání radioaktivity v prostředí ČR Černobyl 10-100 Bq/m 3 Radon v budově 10 - 1000 Bq/m 3 Radon v atmosféře 5 - 10 Bq/m 3 Stavební materiál 10 000-1000 000 Bq/m 3 226 Ra, 232 Th, 40 K 137 Cs… 5 000 Bq/m 2 V těle 40 K ~ 4000 Bq Hornina/půda : 10 000-1000 000 Bq/m 3 226 Ra, 232 Th, 40 K Radon ve výšce 1m: 10 000 – 100 000 Bq/m 3 (lager i >1 000 Bq/m 3 ) Lékařské ozáření Diagnostika (nucl. medicína) 1 000 - 100 000 Bq Terapie štítné žlázy 10 000 Bq ( 131 I) přírodní ozáření v ČR ~ 3 mSv/ročně (max 1000 mSv/ročně)

Slide 21

Inhalace radionuklidů po havárii v Černobylu versus inhalace přírodního radonu Pro porovnání 1 mSv … . ~ 100 000 Bq ( << 1 mSv) Radon ef.dávka 30.4-10.5.86 venku 0,007-0,01 mSv uvnitř budov ~ 0,1 mSv ČR most extreme > 50 mSv

Slide 22

ve 3 000 m n. m. ve 2 000 m n. m. v 1 000 m n. m. na hladině moře Radiační dávky z přírodních an antropogenních zdrojů Zdroj: Siemens

Slide 23

Příklady aktivit Průměrná aktivita v podzemní vodě v ČR 15 Bq/l (Tato aktivita je výrazně vyšší, než aktivita hornin v tomtéž místě z důvodu rozpouštění při dlouhodobém kontaktu). Radonová voda v Lázních Jáchymov 10 000 Bq/l (0,7-18,5 Bq/m 3 ) Whisky 2 000 Bq/l Káva 1000 Bq/kg Čaj 700 Bq/kg Para ořechy (Brazílie) 460 Bq/kg Aktivita 14 C v lidském těle (70 kg) 2 500 Bq Aktivita 40 K v lidském těle (70 kg) 2 000 – 7 600 Bq 1 kg zemské kůry (průměr) 70 Bq uranu a 50 Bq thoria 1 kg uhlí (průměr) 50 B

Recommended
View more...