Основы экологии

26. В зависимости от частоты источника ЭМП, его мощности и режима работы выбираются те или иные средства защиты от воздействия ЭМ колебаний на человеческий организм. Пространство вокруг источника (излучателя) ЭМП условно делят на ближнюю и дальнюю зоны действия. Ближняя зона. Под ближней зоной воздействия понимается зона, в которой ЭМ (волновое) поле еще не сформировано на расстоянии r?л/2р от излучателя. Ближняя зона (зона индукции) ограничена сферой с радиусом r= л/6, в которой излучатель находится в центре. В ближней зоне ЭМП характеризуется элекрической составляющей поля З (В/м). Дальняя зона. В дальней зоне на расстоянии r>л/6 существует и распространяется ЭМП. ЭМП характеризуется интенсивностью излучения W_S (поверхностная плотность потока энергии), выражаемой в Вт/м² или Вт/см².

27. Радиопоглощающие материалы (РПМ) используют для поглощения ЭМ волн и в средствах защиты от воздействия ЭМП. Кроме того, РПМ широко используется для снижения заметности в радиолокационном диапазоне различны стационарных, двигающихся и летающих объектов. При взаимодействии падающей ЭМ волны с РПМ происходи ее поглощение, рассеяние, а в некоторых типах РПМ - интерференция. По принципу действия РПМ делятся на две большие группы: объемные поглотители и резонансные (интерференционные) поглотители. В объемных поглотителях используется объемное поглощение ЭМ энергии за счет внесения электрических или магнитных потерь. Поглощающие материалы этого типа состоят из основы и наполнителя. В качестве основы используются различные каучуки, пенопласты и другие органические связующие. В качестве наполнителей используются порошки графита, угольной и ацетиленовой сажи, порошки карбонильного железа, ферриты, тонкие металлические волокна. К числу достоинств относится высокое поглощение энергии ЭМП с малым коэффициентом отражения в широком диапазоне частот. К числу недостатков можно отнести относительно большие массогабаритные параметры. Резонансные (интерференционные) поглотители представляют собой композицию из чередующихся слоев диэлектрика и проводящих пленок металла. Толщина диэлектрика составляет четверть длины волны падающего излучения или кратна нечетному числу л/4. Принцип действия таких систем основан на интерференции падающей волны и образовании в них стоячих волн. Такие поглотители обладают низким коэффициентом отражения, малой массой, компактностью, но недостаточной широкополосностью.

28. Абсолютно чёрное тело -- физическая идеализация, применяемая в термодинамике, тело, поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение во всех диапазонах и ничего не отражающее. Несмотря на название, абсолютно чёрное тело само может испускать электромагнитное излучение любой частоты и визуально иметь цвет. Спектр излучения абсолютно чёрного тела определяется только его температурой. Важность абсолютно черного тела в вопросе о спектре теплового излучения любых (серых и цветных) тел вообще, кроме того, что оно представляет собой наиболее простой нетривиальный случай, состоит еще и в том, что вопрос о спектре равновесного теплового излучения тел любого цвета и коэффициента отражения сводится методами классической термодинамики к вопросу об излучении абсолютно черного (и исторически это было уже сделано к концу XIX века, когда проблема излучения абсолютно черного тела вышла на первый план). Наиболее чёрные реальные вещества, например, сажа, поглощают до 99 % падающего излучения в видимом диапазоне длин волн, однако инфракрасное излучение поглощается ими значительно хуже. Среди тел Солнечной системы свойствами абсолютно чёрного тела в наибольшей степени обладает Солнце. Абсолютно чёрных тел в природе не существует, поэтому в физике для экспериментов используется модель. Она представляет собой замкнутую полость с небольшим отверстием. Свет, попадающий внутрь сквозь это отверстие, после многократных отражений будет полностью поглощён, и отверстие снаружи будет выглядеть совершенно чёрным. Но при нагревании этой полости у неё появится собственное видимое излучение. Поскольку излучение, испущенное внутренними стенками полости, прежде, чем выйдет (ведь отверстие очень мало), в подавляющей доле случаев претерпит огромное количество новых поглощений и излучений, то можно с уверенностью сказать, что излучение внутри полости находится в термодинамическом равновесии со стенками. (На самом деле, отверстие для этой модели вообще не важно, оно нужно только чтобы подчеркнуть принципиальную наблюдаемость излучения, находящегося внутри; отверстие можно, например, совсем закрыть, и быстро приоткрыть только тогда, когда равновесие уже установилось и проводится измерение). экология магнитосфера техногенный шум

29. Как соотносятся максимум излучения тела человека и максимум обратного теплового излучения Земли?

30. Основным источником энергии для всех процессов, происходящих в биосфере, является солнечное излучение. Атмосфера окружающая Землю, слабо поглощает коротковолновое излучение солнца, которое в основном, достигает земной поверхности. Некоторая часть солнечного излучения поглощается и рассеивается атмосферой. Поглощение падающей солнечной радиации обусловлено наличием в атмосфере озона, углекислого газа, паров воды, аэрозолей. Под действием падающего солнечного потока в результате его поглощения земная поверхность нагревается и становится источником длинноволнового (ДВ) излучения, направленного к атмосфере. Атмосфера с другой стороны, также является источником ДВ излучения направленного к Земле (так называемое противоизлучение атмосферы). При этом возникает взаимные теплообмен между земной поверхностью и атмосферой. Разность между КВ излучением, поглощенным земной поверхностью и эффективным излучением называется радиационным балансом. Преобразование энергии КВ солнечной радиации при поглощении ее земной поверхностью и атмосферой, теплообмен между ними составляют тепловой баланс Земли. Главной особенностью радиационного режима атмосферы является парниковый эффект, который заключается в том, что КВ радиация большей частью доходит до земной поверхности, вызывая ее нагрев, а ДВ излучение от Земли задерживается атмосферой, уменьшая при этом теплоотдачу Земли в космос. Атмосфера является своего рода теплоизолирующей оболочкой, которая препятствует охлаждению Земли. Из схемы теплообмена атмосферы видно, что атмосфера получает энергию от трех источников: от солнца в виде поглощенного КВ излучения с интенсивностью примерно 80Вт/м²; теплоты от конденсации водяного пара, приходящей от земной поверхности и равной 88Вт/м²; турбулентного теплообмена между Землей и атмосферой - 17Вт/м². Сумма составляющих теплообмена (185Вт/м²), равна тепловым потерям атмосферы в виде ДВ излучения в космическое пространство. Тепловые загрязнения. Трудно оценить те процессы, которые опосредованно влияют на тепловой баланс за счет техногенной деятельности. Например, увеличение определнных газов и аэрозолей в атмосфере, с одной стороны, несколько уменьшают падающую солнечную радиацию, а песчаные пустыни и участки вырубленного леса, с другой стороны, больше отражают падающую солнечную радиацию обратно в космос. Таким образом одни процессы приводят к перегреву Земли, а другие - к охлаждению. Помимо роли атмосферы как теплозащитной оболочки и действия парникового эффекта, усугубляемого хозяйственной деятельностью человека, определенное влияние на тепловой баланс нашей планеты оказывают тепловые загрязнения в виде сбросового тепла в водоемы, реки, в атмосферу, главным образом, топливно-энергетического комплекса и, в меньшей степени, от промышленности. Точный расчет теплового загрязнения окружающей среды и его контроль включают анализ многих параметров и учет многих взаимосвязанных процессов, вызванных техногенной деятельностью общества.

31. Классификация приемников ИК-излучения. Регистрация ИК-излучения производится детекторами, отличающимися большим разнообразием. Это объясняется обилием способов преобразования энергии ЭМИ, и во-вторых, широким диапазоном длин волн - от видимого до миллиметрового диапазонов. Принципе действия всех приемников оптического диапазона (фотоприемников) основан на взаимодействии ЭМП с веществом чувствительного элемента. В зависимости от способа преобразования энергии падающего излучения приемники ИК диапазона делятся на следующие основные классы: тепловые, в которых поглощение ИК излучения приводит к увеличению температуры термочувствительного элемента, влияющей на параметры вещества (давление газа, водность твердого тела); фотоэлектрические, в которых поглощение падающего ИК излучения приводит к появлению или изменению электрического тока или напряжения; люминесцентные, в которых используется усиление или тушение люминесценции под действием ИК излучения; фотопленки (фотопластины), обладающие чувствительностью в ближней области ИК излучения с длиной волны до 1,3 мкм; приемники, предназначенные для визуализации ИК излучений (электронно-оптические преобразователи, тепловизоры); приборы, в которых используется метод параметрического преобразования ИК излучения в видимое при смешивании ИК излучения с когерентным лазерным излучением в нелинейных оптических кристаллах. Тепловизоры. На базе различных фотоприемников разработаны специальные приборы, которые позволяют путем регистрации собственного теплового излучения получать температурные распределения по поверхности исследуемого объекта. Тепловое изображение преобразуется в видимое, яркость которого, определенных областях поверхности пропорциональна температуре соответствующих областей объекта. Делятся на сканирующие и несканирующие. В несканирующих ИК излучение непосредственно регистрируется на фотопленке. К сканирующим относятся тепловизоры, которые нашли широкое применение в различных областях науки и техники: физике, химии, медицине, биологии, экологии, военном деле. Они позволяют получать тепловые изображения низкотемпературных тел, что очень важно.

32. Правильно руководствуясь объективно действующими в природе законами сохранения и превращения энергии и возрастания энтропии можно с успехом решать экологические проблемы. Напомним, что вечным двигателем первого рода является воображаемая машина, которая будучи однажды запущенной, производила работу неограниченно долгое время без получения внешней энергии. Но создание такой машины противоречит законам сохранения и превращения энергии. Вечный двигатель второго рода - это машина, которая получает тепловую энергию от какого-либо внешнего источника, полностью преобразует эту тепловую энергию в механическую, совершая круговой цикл, и затем повторяет этот процесс. Действие такой машины не противоречит закону сохранения и превращения энергии, но противоречит второму началу термодинамики. Этот основной закон термодинамики, закон возрастания энтропии, гласит: «в замкнутой или изолированной в тепловом и механическом отношении системе энтропия остается постоянной (в случае равновесных процессов), либо возрастающей (в случае неравновесных процессов) и достигает максимума в состоянии равновесия». Как следствие, невозможен переход теплоты от более холодного тела к более нагретому без каких-либо других изменений в окружающей среде; невозможен вечный двигатель второго рода. Энтропия (от греч. - поворот, превращение) S, введена в 1865 г. Р, Клаузисом, который открыл закон возрастания энтропии (или второй закон термодинамики). Вероятностное содержание энтропии. Понятие энтропии как показателя термодинамической некачественности энергии имеет большое значение не только в физике, химии, биологии, но и экологии для решения проблем окружающей среды. Энтропия - понятие вероятностное, которое показывает, что тот или иной процесс может происходить в системе с определенной вероятностью. Любая система стремится прийти к равновесному состоянию, а энтропия при этом увеличивается и стремится к максимуму: «Энтропия системы может быть уменьшена только в том случае, если система взаимодействует с другой или с другими системами таким образом, что в процессе взаимодействия происходит компенсирующее увеличение энтропии». При этом, можно сразу исключить некоторые способы осуществления процессов или проектов на том основании, что они не осуществимы, когда: ДS=ДS₁+ДS₂<0, где ДS - общая энтропия внешней системы, включающая в себя системы 1 и 2. Приведенное условие не может быть выполнено (принцип запрета), всегда имеем ДS?0. Диссипативные структуры. Под диссипацией (рассеянием) энергии в общем виде понимается переход части энергии неупорядоченных процессов, в конечном итоге - в теплоту. Системы (структуры), в которых при протекании каких-либо процессов полная энергия уменьшается, переходя в другие виды энергии (например, в теплоту), называются диссипативными. Примерами таких систем являются системы «звуковая волна - поглощающий материал», «падающее ЭМИ - поглощающая среда», «вибратор - упругая площадка», «движущееся автомобильное колесо - шоссе», любой движущийся предмет по поверхности другого тела при наличии трения. В любом из приведенных примеров энергия упорядоченного процесса в конце концов превращается в теплоту. Энтропия всей системы растет, а вместе с тем растет и «беспорядок» в системе. Пирамида энтропии. Пример из биологии. Экологическая пирамида биомассы является одновременно энтропийной пирамидой, опирающейся на нижние уровни пирамиды биосферы, включая неживую природу.Чем выше уровень в энтропийной пирамиде, тем меньше энтропия этого уровня, но для обеспечения такого состояния требуется большего увеличения энтропии нижележащих уровней, т.е. всей пирамиды. По мере повышения уровня в энтропийной пирамиде повышается его неустойчивость, так как увеличивается число нижележащих уровней, которые в свою очередь, должны быть обеспечены. Энтропия Земли. Важнейшим источником энергии с низким значением энтропии является солнечное излучение, которое обеспечивает жизнедеятельность биосферы, протекание различных процессов, включая фотосинтез и другие биохимические и биофизические реакции. Земля получает от солнца качественную энергию с низкой энтропией, а отдает в космос некачественное излучение с высокой энтропией и, таким образом, «очищается» от избытка энтропии.

33. К УФ относятся ЭМ волны с длиной волны от 0,38кмм до 100 Ангстрем. Этот диапазон ЭМ спектра условно делят на две области: ближнюю (от л=0,38 мкм до 0,2 мкм) и далекую (вакуумную) от 0,2 мкм до 100 Ангстрем. Термин «вакуумная» область применяется потому, что исследования УФ излучения с л<0,2 мкм производятся в вакууме из-за его сильного поглощения в воздухе. Основным источником УФ излучения естественного происхождения является Солнце. Из всего спектра УФ излучения солнца только небольшая длинноволновая часть достигает земной поверхности (л>0,29мкм). Остальная часть Уф поглощается атмосферой, что оказывает сильное влияние на атмосферные процессы. Основными поглотителями Уф является озон (высоты 20-40 км), кислород, азот, водород и другие компоненты атмосферы (высоты 30-200 км). Источниками УФ излучения являются звезды и другие космические объекты. Большое количество источников УФ излучения имеет техногенное происхождение. Любое тело нагретое до 3000К и выше, имеет в своем спектре УФ компоненту. Люба высокотемпературная плазма является источником УФ излучения. Также газоразрядные лампы, плазменные установки, электродуговая сварка и т.д. Интенсивным источником УФ излучения с непрерывным спектром являются электронные потоки синхротронов, линейных ускорителей, мощных приборов СВЧ. Биологическое действие УФИ. Лечебное действие. Применение в медицине ИК, видимых и УФ излучений осуществляется в специальном ее разделе, называемом физиотерапией (светолечение). Используются как естественные так и техногенные излучения. Среди искусственных используются тепловые (лампы накаливания, электросветовые ванны) и люминесцирующие (ртутно-кварцевые лампы, люминесцентные эритемные и дуговые бактерицидные лампы). Действие оптических излучений на организм определяется интенсивностью, временем облучения (дозировкой), глубиной проникновения излучения в зависимости от его длины волны. Максимальным эритемным действием обладает излучение с длиной волны 0,2967 и 0,2537 мкм. Покраснение кожи - эритема - через 3-4 дня переходит в защитную пигментацию (загар) кожи. УФ облучение (местное или общее) применяют в широком диапазоне действий: компенсация УФ недостаточности (в районах Севера); болеутоляющее и противовоспалительное средство (при невритах, невралгии, кожных заболеваниях, ОРЗ и т.д.); увеличение сопротивляемости к различным инфекциям (например, к гриппу). Вредное действие УФ излучений. Большие дозы УФ излучения могут вызывать ожоги кожи и канцерогенные реакции, повреждения глаз и другие нежелательные процессы. Кванты УФ диапазона непосредственно влияют на синтез пигментов, активность ферментов и гормонов, интенсивность процессов фотосинтеза. УФ лучи с длиной волны 0,24-0,28мкм особенно сильно оказывают летальное и мутагенное действие, так как этот спектр совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

34. Озон представляет собой аллотропное вещество видоизменение молекулы кислорода и состоит из трех атомов - О₃. При нормальных условиях озон при небольших концентрациях обладает характерным запахом (свежести) и разлагается медленно. При больших концентрациях озон синего цвета, обладает резким запахом и легко взрывается. Озон, содержащийся в атмосфере, играет исключительно важную роль как с точки зрения процессов поглощения КВ составляющей солнечной радиации, тем самым выполняя защитную функцию для биосферы, так и сточки зрения регулятора температурного режима атмосферы. Образование молекул озона и их взаимодействие с атомами и молекулами кислорода и «посредника» описывается циклом Чепмена: О₂+hv(л?0,24мкм)=О+О; О₂+О+М=О₃+М; О₃+hv (л?0,38мкм)=О₂+О; О₃+О=2О₂; О+О+М=О₂+М, где М - атом или молекула посредника (например, кислорода, азота), участвующего в энергетическом балансе реакции. Взаимодействие озона с атомами и молекулами атмосферы и ее техногенными загрязнениями в присутствии солнечной радиации приводит к разрушению озонового слоя. Особенно сильно разрушающее действие на него оказывают галогенно-углеродные соединения, в частности хлорфторуглеродные вещества, используемые в холодильной технике. Отрицательное воздействие на состояние озонового слоя оказывают полеты космических кораблей, ракетные двигатели которых выбрасывают в больших количествах в тропосферу и стратосферу такие загрязнители, как HCl, Cl, NO, CO, CO₃, аэрозоли. Роль озона в тепловом режиме атмосферы и Земли. Практически молекулы озона поглощают солнечное излучение в широком диапазоне частот (особенно при л<0,35мкм). КВ часть солнечного УФ излучения, дойдя до слоя озона, оказывается ослабленной в результате поглощения атомами водорода, азота, кислорода. Слой озона является основным защитным экраном всего живого на поверхности Земли от действия УФ излучения с длиной волны менее 0,35мкм. Озоновый слой является своеобразным стабилизатором и демпфером в механизме температурного режима атмосферы. Стратосферный слой озона во многом определяет температурный режим атмосферы.

35. Лазер (англ. laser, сокр. от Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation -- «усиление света посредством вынужденного излучения»), оптимческий квамнтовый генератор -- устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения. Физической основой работы лазера служит квантовомеханическое явление вынужденного (индуцированного) излучения. Излучение лазера может быть непрерывным, с постоянной мощностью, или импульсным, достигающим экстремально больших пиковых мощностей. В некоторых схемах рабочий элемент лазера используется в качестве оптического усилителя для излучения от другого источника. Существует большое количество видов лазеров, использующих в качестве рабочей среды все агрегатные состояния вещества. Некоторые типы лазеров, например лазеры на растворах красителей или полихроматические твердотельные лазеры, могут генерировать целый набор частот (мод оптического резонатора) в широком спектральном диапазоне. Габариты лазеров разнятся от микроскопических для ряда полупроводниковых лазеров до размеров футбольного поля для некоторых лазеров на неодимовом стекле. Уникальные свойства излучения лазеров позволили использовать их в различных отраслях науки и техники, а также в быту, начиная с чтения и записи компакт-дисков и заканчивая исследованиями в области управляемого термоядерного синтеза. Классификация лазеров: твердотельные лазеры на люминесцирующих твёрдых средах (диэлектрические кристаллы и стёкла). В качестве активаторов обычно используются ионы редкоземельных элементов или ионы группы железа Fe. Накачка оптическая и от полупроводниковых лазеров, осуществляется по трёх- или четырёхуровневой схеме. Современные твердотельные лазеры способны работать в импульсном, непрерывным и квазинепрерывном режимах; газовые лазеры -- лазеры, активной средой которых является смесь газов и паров. Отличаются высокой мощностью, монохроматичностью, а также узкой направленностью излучения. Работают в непрерывном и импульсном режимах. В зависимости от системы накачки газовые лазеры разделяют на газоразрядные лазеры, газовые лазеры с оптическим возбуждением и возбуждением заряженными частицами (например, лазеры с ядерной накачкой, в начале 80-х проводились испытания систем противоракетной обороны на их основе, однако, без особого успеха), газодинамические и химические лазеры. По типу лазерных переходов различают газовые лазеры на атомных переходах, ионные лазеры, молекулярные лазеры на электронных, колебательных и вращательных переходах молекул и эксимерные лазеры; жидкостные лазеры - этот класс квантовых приборов объединяет достоинства твердотельных оптических квантовых генераторов (ОКГ) с точки зрения использования большой концентрации активных носителей и газовых лазеров с точки зрения получения оптической однородности в больших объемах; полупроводниковые лазеры - формально также являются твердотельными, но традиционно выделяются в отдельную группу, поскольку имеют иной механизм накачки (инжекция избыточных носителей заряда через p-n переход или гетеропереход, электрический пробой в сильном поле, бомбардировка быстрыми электронами), а квантовые переходы происходят между разрешёнными энергетическими зонами, а не между дискретными уровнями энергии. Полупроводниковые лазеры -- наиболее употребительный в быту вид лазеров. Кроме этого применяются в спектроскопии, в системах накачки других лазеров, а также в медицине. Лазерные методы дистанционной диагностики атмосферы имеют преимущества перед традиционными аэрологическими методами и дистанционными методами благодаря значительному объему получаемой информации из-за большого числа явлений взаимодействия оптических когерентных волн с частицами и молекулами атмосферы. Методы лазерной диагностики позволяют проводить измерения на больших расстояниях от исследуемого объекта. В основе методов лазерного зондирования используется облучение объекта падающим потоком с последующим анализом прошедшего через исследуемый объект потока, либо рассеянного от этого объекта излучения. Метод оптической локации - метод лазерного зондирования атмосферы аналогичен методу радиолокации. Метод комбинационного рассеяния - сущность эффекта комбинационного рассеяния заключается в том, что при рассеянии света газовыми молекулами происходит сдвиг частоты рассеянного излучения. Метод резонансной флюоресценции - основан на способности отдельных молекул флюоресцировать под воздействием падающего лазерного излучения определенной длины волны. Метод регистрации проходящего излучения - основан на регистрации проходящего через исследуемую среду опорного лазерного излучения, так называемый, метод измерения «на просвет».

36. Альфа-излучение - поток ядер гелия, испускаемых при распаде радиоактивного вещества или при ядерных реакциях . Вследствие большой массы эти частицы быстро теряют свою энергию, поэтому проникающая способность этого излучения невысокая (десятков тысяч пар на 1 см пути пробега). Бета-излучение - поток электронов (или позитронов), возникающий при распаде. Ионизирующая способность этого вида меньше, чем у альфа-частиц (несколько десятков пар на 1 см пути пробега). Нейтронное излучение преобразует свою энергию в результате соударения с ядрами вещества. При неупругих взаимодействиях возникают вторичные излучения. При упругих возможна ионизация вещества. Проникающая способность зависит от их энергии. Рентгеновское излучение - при взаимодействии бета частиц на о/среду или при бомбардировке электронами анодов рентгеновских трубок, ускорителей. Р. и. состоит из тормозного (имеет непрерывный спектр) и характеристического (имеет дискретный спектр, зависящий от материала анода). Р.и. обладает большой проникающей и малой ионизирующей способностями. Гамма-излучение возникает в результате естественной радиоактивности, в искусственных ядерных реакциях, при соударении частиц высоких энергий. Период полураспада - время T_Ѕ, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2.

37. Поглощённая доза ионизирующего излучения - отношение энергии, поглощённой в рассматриваемом объёме, к массе вещества в данном объёме. Эта величина основная, которая определят степень радиационного воздействия (Дж/кг = Гр); энергия ионизирующего излучения, поглощённая облучаемым телом, в пересчёте на единицу массы. Рад - внесистемная единица поглощённой дозы. Соответствует энергии излучения 100 эрг, поглощённой веществом массой 1 грамм (сотая часть "Грэя"). 1 рад = 100 эрг/г = 0,01 Дж/кг = 0,01 Гр = 2,388 x 10-6 кал/г. Грэй (Гр.) - единица поглощённой дозы в системе единиц СИ. Соответствует энергии излучения в 1 Дж, поглощённой 1 кг вещества. 1 Гр. = 1 Дж/кг = 104 эрг/г = 100 рад. Эквивалентная доза (две единицы)

Бэр - биологический эквивалент рентгена (в некоторых книгах - рада). Внесистемная единица измерения эквивалентной дозы. В общем случае: 1бэр= 1рад*К= 100эрг/г*К= 0,01Гр*К= 0,01Дж/кг*К= 0,01Зиверт. При коэффициенте качества излучения К=1, то есть для рентгеновского, гамма-, бета-излучений, электронов и позитронов, 1бэр соответствует поглощённой дозе в 1рад. 1бэр= 1рад= 100эрг/г= 0,01Гр= 0,01Дж/кг= 0,01Зиверт. Зиверт (Зв) - единица эквивалентной и эффективной эквивалентной доз в системе СИ. 1Зв равен эквивалентной дозе, при которой произведение величины поглощённой дозы в Грэях (в биологической ткани) на коэффициент К будет равно 1Дж/кг. Иными словами, это такая поглощённая доза, при которой в 1кг вещества выделяется энергия в 1Дж. В общем случае: 1Зв= Гр. К=1Дж/кг. К=100рад. К=100бэр.

38. Опасны для человека, так как часто радиоактивность, не имея цвета, запаха и вкуса, не воспринимается человеческими органами чувств. Энергия ионизирующего излучения достаточна для того, чтобы вызвать деструкцию атомных и молекулярных связей в живой клетке, что приводит к гибели. Чем интенсивнее процесс ионизации в живой ткани, тем больше биологическое воздействие. В организме образуются разного рода радикалы, образовывают различные соединения, не свойственные здоровой ткани. В организме происходят торможение функций кроветворных органов, подавление иммунной системы и половых желёз, расстройства ЖКТ, нарушение обмена веществ. При рассмотрении биологического действия радиоактивности различают внешнее и внутреннее облучения. При внешнем источник радиации находится вне организма и продукты радиоактивности не попадают внутрь организма. Наиболее опасны бета-, гамма-, рентгеновское и нейтронное облучение. Степень проявления отрицательных биологических эффектов находится в прямой зависимости от дозы облучения, времени облучения, его вида, индивид особенности организма. При внутреннем облучении продукты попадают внутрь организма через дыхательные пути, при питье, приёме пищи, курении. Происходит поражение многих органов. Живые организмы постоянно подвергаются облучению за счёт естественного фона (космическое излучение, радиоактивное, радионуклиды атмосферы, гидросферы ). Заболевания: хронические и острые. Острое лучевое поражение - большие дозы за короткое время: Первичная стадия - тошнота, головокружение, рвота); скрытая стадии (чем короче стадия, тем тяжелее исход болезни); стадия разгара заболевания (тошнота, рвота, высокая температура, кровотечения); стадия выздоровления или остального исхода. Хроническая лучевая болезнь при облучении малыми дозами при длительном времени: 1 степень - головные боли, слабость); 2 стадия - усиление симптомов 1 стадии, нарушение обмена веществ, изменения ссс); 3 стадия - нарушение деятельности половых желёз, изменения в ЦНС).

39. Допустимые уровни ионизирующего излучения устанавливаются «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-99) и гигиеническими нормативами ГН 2.6.1.054-96. На основании нормативных требований устанавливают порядок проведения работ с источниками ионизирующих излучений. НЕ превышать установленный дозовый предел; исключить необоснованное облучение, снизить дозу облучения. В соответствии с НРБ существуют следующие категории облучаемых лиц: Категория А - постоянно или временно работающие с источниками ионизирующих излучений, категория Б - проживающие рядом с предприятиями, категория В - остальные. Предельно-допустимая доза облучения (ПДД) - наибольшая мера индивидуальной эквивалентной дозы за год, при которой не вызывается неблагоприятных явлений в организме за 50 лет непрерывной работе. Эквивалентная доза Н (Зв или бэр), накопленная в критическом органе за время Т (лет) с начала работы (с источниками), не должна превышать величины Н=ПДВ*Т.

40. При работе с радионуклидами следует применять спецодежду. Плёночная одежда изготавливается из пластиков или резиновых тканей, легко очищаемых от радиоактивного загрязнения. Применятся перчатки из просвинцованной резины с гибкими нарукавниками. В комплекты спецодежды входят респираторы, пневмошлемы и другие средства индивидуальной защиты. Для защиты глаз - очки со стёклами, содержащими фосфат вольфрама или свинец. Количество радиоактивных веществ, находящихся в лабораторных помещениях, должно соответствовать суточной норме и не превышать ее. Продукты, содержащие альфа-, бета - частицы хранят в спец железных сейфах, гамма- излучения хранят в свинцовых контейнерах. Радиоактивные продукты, выделяющие газ или аэрозоли, хранят в вытяжных шкафах. Транспортировка производиться в специальных контейнерах. Твёрдые отходы следует разделять по активности. Захоронение радиоактивных веществ происходит в бетонных могильниках.

41. Для наблюдения и регистрации ядерных процессов используют - счётчики Гейгера-Мюллера(ГСГ-М), сцинтилляционные счётчики(СС), электронно-оптические преобразователи (ЭОП) с высоким временным разрешением, камеры Вильсона(КамВ), пузырьковые камеры, ядерные эмульсии, полупроводниковые детекторы …ГСГ-М - стеклянная трубка, поверхность которой покрыта металлическим напылением (катод). Вдоль продольной оси трубки проходит анод. Газовое напыление трубки - аргоновое. В основе процесса лежит ударная (лавинообразная) ионизация. Регистрируемая частица (альфа) вызывает начальную ионизацию с последующим появлением свободных электронов. Последние вызывают лавинообразно нарастающую ударную ионизацию. СС - для регистрации гамма- и нейтронов. При попадании в сцинтиллятор гамма- вызывают вспышку сцинтиллятора, которая транспортируется в фотокатод. КамВ для наблюдения и фотографирования треков (видимая траектория пролетающей быстро частицы) заряженных частиц и для измерения параметров радиоактивных процессов. Механизм действия заключается в конденсации перенасыщенного пара на ионах, образованных проходящей частицей. Пузырьковая камера наполнена перегретой жидкостью, находящейся в исходном состоянии под высоким давлением.

Размещено на Allbest.ru