Основные сведения о радиационной безопасности

Таким образом, нейтронный поток обладает способностью косвенной ионизации вещества при определенных значениях энергии, а проникающая способность подчиняется экспоненсиальному закону.

Сравнительная характеристика способности проникновения излучений через различные вещества с учетом толщины преграды поясняется рис.1.12.

Рис.1.12 Проникающая способность разных видов ионизирующего излучения

Воздействие радиоактивных излучений на физические свойства некоторых материалов

Физические свойства многих твердых тел изменяются под воздействием ионизирующих излучений. Общим для всех твердых тел является то, что их параметры и свойства при облучении определяются, как правило, возникающими дефектами в структуре. В результате образования радиационных дефектов изменяются структурные, механические и электронные свойства твердых тел. Степень воздействия ионизирующих излучений на твердые тела, особенно на полупроводники, зависят с одной стороны от структуры кристаллической решетки, типа и концентрации примесей, а с другой стороны - она определяется условиями облучения, а именно: видом излучений, их энергий, плотностью потока частиц и гамма-квантов, временем облучения, температурой твердого тела. Особенно опасными являются нейтронный поток и гамма-кванты, обладающие высокой проникающей способностью. Параметры излучений, при которых происходят структурные изменения представлены в таблице 1.4.

Полупроводники изменяют свои свойства при облучении и становятся непригодными для использования, как в интегральных схемах, так и в отдельных приборах.

Меньше изменяется структура у стекла, но больше у керамики. В результате чего изменяются изолирующие свойства, а стекла изменяют и свою прозрачность, как правило, окрашиваются в фиолетовый цвет или темнеют. В зависимости от степени воздействия радиации изменения в структуре стекла могут быть обратимыми и необратимыми.

Полимерные материалы, широко применяющиеся в электронике, изменяют свою структуру и свойства под воздействием ИИ также как и полупроводники.

Металлы, при их облучении ИИ, изменяют свои механические и электрические свойства, в частности, возрастает удельное сопротивление и уменьшается плотность.

Таблица 1.4 Воздействие проникающей радиации на элементы схем

Виды элементов и материалов	Вызывает начало изменений параметров
	Мощность дозы гамма-излучения, Р/ч	Поток нейтронов, нейтр/кв.м
Диоды, транзисторы	3,5· 108	1015
Микросхемы, полупроводники	3,5·107	1016
Радиолампы	17·109	2·1019
Резисторы, конденсаторы	3,5·109	2·1019
Газоразрядные приборы	3,5·108	--
Магнитные материалы	3,5·1010	1019
Выпрямители	17·108	5·1016

Пьезокварцевые материалы и изделия под воздействием ИИ изменяют свои магнитные, механические, электрические, тепловые и оптические свойства. Так как, эти изделия являются наиболее ответственными функциональными элементами радиоэлектронной аппаратуры (генераторы, электрические фильтры, резисторы, ультразвуковые устройства, линии задержки), то они должны быть особо защищены специальными экранами, если есть угроза их облучения радиоактивными лучами.

Степень разрушения конденсаторов зависит от типа диэлектрика, их свойств, вида и времени облучения.

Радиокомпоненты. Характер и степень изменения электрофизических свойств радиокомпонентов при воздействии на них ионизирующих излучений зависят от характеристик излучения (плотности потока, энергетического спектра, мощности дозы), продолжительности его воздействия, конструктивных особенностей изделий и применяемых в них материалов.

Под воздействием непрерывного гамма- и нейтронного излучения у магнитных материалов изменяется индукция, магнитная проницаемость, электрическое сопротивление и другие характеристики. Значительные остаточные изменения характеристик магнитных материалов наблюдаются при флюенсах нейтронов примерно 1018-1019 нейтр./см2. Облучение трансформаторов приводит их к сильному радиационному нагреву уже при плотности потока нейтронов ? = 1011 нейтр./см2 с. При этом сопротивление изоляции трансформаторов уменьшается на несколько порядков. После прекращения действия излучений сопротивление изоляции практически полностью восстанавливается. Необходимо учитывать не только радиационную стойкость изделий, но и их способность нормально работать в условиях облучения. Например, при нейтронном облучении многих материалов появляется наведенная радиоактивность, и если детали находятся вблизи людей, то необходимо выбирать такие материалы, в которых наводится минимальная активность.

В современных электронных схемах важную роль играют высокочастотные и низкочастотные разъемы. Их устойчивость при облучении зависит от типа диэлектрика.

Вопросы для самоконтроля:

Краткая характеристика ионизирующих излучений.

Ионизирующая способность гамма-излучения.

Ионизирующая способность бета-частиц.

Ионизирующая способность альфа-частиц.

Особенности взаимодействия нейтронов с веществом.

Проникающая способность гамма-излучения.

Проникающая способность бета-излучения.

Проникающая способность альфа-излучения.

Воздействие ионизирующих излучений на пластмассы.

1.2.3 ХАКРАКТЕРИСТИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Для установления закономерностей распространения и поглощения ионизирующих излучений в среде, в том числе и в биологической ткани, введены следующие основные характеристики ионизирующих излучений: энергия частиц и гамма-квантов, плотность потока частиц (фотонов), флюенс частиц (фотонов), поглощенная доза, мощность поглощенной дозы, керма, экспозиционная доза фотонного излучения, мощность экспозиционной дозы, эквивалентная доза, мощность эквивалентной дозы, эффективная доза, полувековая эквивалентная доза, коллективная эквивалентная доза и др.

Энергия частиц или гамма-квантов - Е выражается в Джоулях или электронвольтах (эВ). Величина Джоуль используется в системе СИ, электронвольт (эВ) - внесистемная единица.

Справка: в 1960 году Генеральная конференция по мерам и весам приняла единую Международную систему единиц (СИ). В 1980 году в СССР принят стандарт СТ СЭВ1052-78 "Метрология. Единицы физических величин" и система СИ стала обязательной. В 1981 году вводится ГОСТ 8.417-81 дополняющий и уточняющий СТ СЭВ1052-78. Однако, учитывая что многие приборы, находящиеся в пользовании уже отградуированы во внесистемных единицах, поэтому установлен переходный период применения внесистемных единиц.

1эВ = 1,6.10-19Дж (1.49)

где: 1эВ - это энергия, которую приобретает электрон, ускоренный разностью потенциалов в 1В на пути в 1 см.

Плотность потока частиц (гамма-квантов) ? - выражается числом частиц (гамма-квантов), падающих на единицу поверхности в единицу времени. Поверхность расположена нормально к направлению движения частиц. Единица измерения - частица/м2 с.

Флюенс частиц (фотонов) характеризует полное число частиц, прошедших через единичную поверхность за все время облучения

Ф = ?t (1.50)

Единица измерения флюенса - частица/м2 .

Поглощенная доза - количество энергии Е, переданное веществу излучением в пересчете на единицу массы m:

D = dE/dm, (Дж/кг). (1.51)

1Дж/кг = 1Грей. Внесистемная единица - рад (радиационная адсорбционная доза). 1Грей = 100 рад.

Примечание: Согласно РД50-454-84 использование единицы «рад» не рекомендуется. Однако из-за использования приборов с этой градуировкой на практике она пока используется.

Доза в органе или ткани (DT) - cредняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела:

DT = (1/mT) ? D dm,

mT

где mT - масса органа или ткани; D - поглощенная доза в элементе массой dm.

Вредное воздействие ионизирующих излучений на человека зависит не только от полученной дозы, но и от времени, за которое она получена, поэтому введено понятие мощность поглощенной дозы.

Мощность поглощенной дозы - отношение приращения поглощенной дозы dD за время dt:

Р = dD/dt (1.52)

Единицы измерения мощности дозы: рад/с, Гр/с, рад/ч, Гр/ч и т.д.

Мощность поглощенной дозы в ряде случаев можно рассматривать как величину постоянную или изменяющуюся по экспоненте, т.е.:

Р = соnst или Р = Рое - 0,693 t/T (1.53)

Керма - (абревиатура английских слов в переводе обозначает: «кинетическая энергия ослабления в материале»). Характеристика используется для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений. Керма - это отношение суммы первоначальных кинетических энергий dEk всех заряженных частиц, образованных косвенно ИИ в элементарном объеме к массе dm вещества в этом объеме:

К = dEk/dm (1.54)

Единицы измерения в СИ и внесистемная: Грей и рад соответственно.

Керма введена для более полного учета поля излучения, в частности плотности потока энергии и используется для оценки воздействия на среду косвенно ионизирующих излучений.

Экспозиционная доза вводится только для рентгеновского и гамма-излучения и характеризует их способность создавать в веществе заряженные частицы. Выражается отношением суммарного электрического заряда ионов одного знака Q, образованного излучением в некотором объеме воздуха к массе dm в этом объеме:

Х = dQ/dm (1.55)

Единица измерения в системе СИ - Кулон/кг, внесистемная единица -Рентген.

1Рентген - это доза фотонного излучения, при прохождении которого через 1м3 сухого воздуха при температуре 0°С, давлении 1013гПа (760 мм рт. ст.), образуется 2.1015 пар ионов, несущих электрический заряд в одну электростатическую единицу количества электричества данного знака.

Доза в 1Р накапливается за 1 час на расстоянии 1м от источника радия массой в 1г, т.е. активностью в 1Ки.

Между единицами существует следующая зависимость: 1Р = 2,58·10-4 Кл/кг; 1Кл/кг = 3,876.103 Р.

Отметим, что 1Р соответствует 0,873 рада в воздухе и 1Р соответствует 0,95 рада в биологической ткани.

Примечание: Согласно РД 50-454-84 характеристика «экспозиционная доза» подлежит изъятию из употребления. Однако, в настоящее время многие приборы еще отградуированы в рентгенах и продолжают использоваться. Вместе с тем, можно назвать причины изъятия из обращения экспозиционной дозы:

экспозиционная доза введена только для фотонного излучения и не может быть использована для смешанного излучения;

даже для фотонного излучения область практического использования экспозиционной дозы ограничена энергией 3 МэВ;

значения экспозиционной дозы в рентгенах и поглощенной дозы в воздухе в радах отличаются всего лишь примерно в 1,14 раза;

существенное изменение размеров единиц при переходе на единицы СИ и нецелочисленный, неудобный коэффициент связи между системными и внесистемными единицами могут быть причинами многих ошибок.

Мощность экспозиционной дозы - отношение приращения экспозиционной дозы dХ за интервал времени dt к этому интервалу:

.

Х = dХ/dt (1.56)

Единицы измерения: в системе СИ - А/кг; внесистемная единица - Р/с, Р/ч, мР/ч, мкР/ч и т.д.

Эквивалентная доза (НТ.R) - поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий коэффициент качества излучения К данного вида излучения R. Введена для оценки последствий облучения биологической ткани малыми дозами (дозами не превышающими 5 предельно-допустимых доз при облучении всего тела человека), т.е. 250 мЗв/год. Ее нельзя использовать для оценки последствий облучения большими дозами. Доза эквивалентная равна:

НT.R = DT.R * К, (1.57)

где: DT.R - поглощенная доза биологической тканью излучением R; К - коэффициент качества для отдельных видов излучений R (альфа-частиц, бета-частиц, гамма-излучений и др.), учитывающий относительную эффективность различных видов излучения в индуцировании биологических эффектов (табл.1.5).

Формула (1.57) справедлива для оценки как внешнего, так и внутреннего облучения только отдельных органов и тканей или равномерного облучения всего тела человека. При воздействии различных видов излучений одновременно с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для всех этих видов излучения R:

НТ = ? НТ.R (1.58)

Установлено, что при одной и той же поглощенной дозе биологический эффект зависит от вида ионизирующих излучений и плотности потока излучения.

Примечание.При использовании формулы (1.57.) средний коэффициент качества принимают в данном объеме биологической ткани стандартного состава: 10,1% водорода, 11,1% углерода, 2,6% азота, 76,2% кислорода.

Единица измерения эквивалентной дозы в системе СИ: Зиверт (Зв).

Зиверт - единица эквивалентной дозы излучения любой природы в биологической ткани, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр образцового рентгеновского и гамма-излучения.

Существует и внесистемная единица - бэр (биологический эквивалент рада), которая постепенно изымается из пользования. 1 Зв = 100 бэр.

Мощность эквивалентной дозы - отношение приращения эквивалентной дозы dH за время dt:Н = dH/dt (1.59)

Единицы измерения мощности эквивалентной дозы м Зв/с, мкЗв/с, бэр/с, мбэр/с и т.д.

В случае неравномерного облучения тела человека формула (1.57) использована быть не может, так как биологический эффект может оказаться другим. Поэтому введена "эффективная доза".

Таблица 1.5 Коэффициенты качества излучения

Вид излучения и диапазон энергии	Коэффициенты качества К
Фотоны всех энергий	1
Электроны всех энергий	1
Альфа-частицы	20
Нейтроны с энергией:
< 10 кэВ	5
от 10 кэВ до 100 кэВ	10
> 100 кэВ до 2 Мэв	20
> 2 МэВ до 20 МэВ	10
> 20 МэВ	5
Протоны сэнергией более 2МэВ, кроме протонов отдачи	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20
Примечание. Все значения относятся к излучению, падающему на тело, а вслучае внутреннего облучения - испускаемому при ядерном превращении.

Эффективная доза (Е) - это такая доза при неравномерном облучении тела человека, которая равна эквивалентной дозе при равномерном облучении всего организма, при которой риск неблагоприятных последствий будет таким же, как и при неравномерном облучении тела человека.

Учет неравномерного облучения производится с помощью коэффициента радиационного риска (взвешивающий коэффициент), который учитывает радиочувствительность различных органов человека:

Е = ?HiWTi, (1.60)

где Нi - эквивалентная доза в данном i-том органе, биологической ткани;

WTi - взвешивающий коэффициент для тканей и органов, учитывающий чувствительность разных органов и тканей при возникновении стохастических эффектов радиации в i-м органе; сумма рассматривается по всем тканям т.

Взвешивающий коэффициент характеризует отношение стохастического риска поражения какого-либо органа или ткани к риску поражения всего организма при равномерном облучении всего тела. Риск поражения всего организма принимают равным 1, т.е. сумма i-х коэффициентов риска равна 1. Рекомендуемые МКРЗ значения WTi приведены в таблице 1.6. Единицы измерения те же, что и эквивалентной дозы.

Подчеркнем, что и эквивалентная и эффективная доза являются величинами, которые предназначены для применения в радиационной безопасности для оценки вероятности стохастических эффектов.

Таблица 1.6 Взвешивающие коэффициенты WT*

Ткань или орган	Коэффициент WT
Половые железы	0,20
Красный костный мозг	0,12
Толстый кишечник	0,12
Легкие	0,12
Желудок	0,12
Мочевой пузырь	0,05
Молочные железы	0,05
Печень	0,05
Пищевод	0,05
Щитовидная железа	0,05
Кожа, клетки костных поверхностей	0,01
Остальные органы	0,05

Примечание к таблице 1.6. При расчетах учитывать, что «остальные органы» включают надпочечники, головной мозг, экстраторакальный отдел органов дыхания, тонкий кишечник, почки, мышечную ткань, поджелудочную железу, селезенку, вилочковую железу и матку. В тех случаях, когда один из перечисленных органов получает эквивалентную дозу, превышающую самую большую дозу, полученную любым из двенадцати органов, для которых определены взвешивающие коэффициенты, следует приписать этому органу взвешивающий коэффициент, равный 0,025, а оставшимся органам из рубрики «остальные органы» приписать суммарный коэффициент, равный 0,025.

Полувековая эквивалентная доза. Поглощенная доза при внешнем облучении формируется в то самое время, когда ткань или орган находятся в поле излучения. Однако при внутреннем облучении формирование суммарной поглощенной дозы растягивается во времени, и она накапливается постепенно по мере радиоактивного распада радионуклида и его выведения из организма. Распределение во времени поглощенной дозы зависит от типа радионуклида, его физико-химической формы, характера поступления и ткани, в которой он откладывается. Для учета этого распределения и введено понятие полувековая эквивалентная доза. Она представляет собой временной интеграл мощности эквивалентной дозы в определенной ткани (органе). В качестве предела интегрирования МКРЗ установила 50 лет для взрослых и 70 лет для детей (рис.1.13).

Полувековая эффективная доза может быть получена, если умножить полувековые эквивалентные дозы в отдельных органах на соответствующие весовые множители WT и затем их просуммировать.

Коллективная эквивалентная доза (Sт) в ткани Т применяется для выражения общего облучения конкретной ткани у группы лиц на основе таблицы 1.5.

Коллективная эффективная доза (S) относится, в целом, к облученной популяции. Она равна произведению средней эффективной дозы на число лиц в облученной группе. В определении коллективной эквивалентной и коллективной эффективной доз не указано время, за которое она получена. Поэтому обычно указывается и время за которое получена доза для группы лиц. Единицы коллективных доз - чел*Зв и чел*бэр.

Рис.1.13. Мощность эквивалентной дозы в органе (ткани) после поступления радионуклида с коротким и длинным периодом полувыведения

Вопросы для самоконтроля

Что такое экспозиционная доза и в каких единицах измеряется.

Что такое поглощенная доза и в каких единицах она измеряется.

Что такое эквивалентная доза и в каких единицах она измеряется.

Что такое эффективная эквивалентная доза и в каких единицах она измеряется.

Что такое мощности доз и в каких единицах они измеряются.

1.2.4 ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Для решения задач радиационной безопасности необходимо знать основные характеристики ионизирующих излучений. Известно, что все ионизирующие излучения взаимодействуют со средой и вызывают изменения ее физических и химических свойств. Это и используется для обнаружения и измерения характеристик ионизирующих излучений.

Наиболее распространенные способы регистрации: фотографический, химический, полупроводниковый, сцинтилляционный, биологический, ионизационный.

Фотографический - основан на потемнении фотоэмульсии под воздействием ионизирующих излучений (разновидность химического).

Химический - основан на измерении концентрации ионов воды, которые появились в результате ее облучения ионизирующими излучениями. Можно использовать свойство некоторых веществ изменять свой цвет под воздействием излучений.

Полупроводниковый - основан на том, что некоторые полупроводники изменяют свое сопротивление под воздействием ионизирующих излучений.

Сцинтилляционный - основан на том, что некоторые вещества под воздействием ионизирующих излучений испускают фотоны видимого света.

Биологический - основан на исследовании состава крови и структуры зубов.

Ионизационный - основан на ионизации газов.

Наиболее распространенными способами являются ионизационный и сцинтилляционный. Для регистрации каждого вида заряженных частиц и гамма-квантов по вызываемому ими ионизационному эффекту применяют счетчики или ионизационные камеры определенного типа и конструкции. Это обусловлено тем, что величина ионизации зависит от вида излучения, его энергии и природы поглощения. Основным элементом в каждом способе регистрации излучений является детектор.

Детектор - это устройство, служащее для преобразований электрических колебаний. Детекторы ядерных излучений, приборы для регистрации ядерных излучений основаны на явлениях, возникающих при прохождении заряженных частиц через вещество.

Работа детекторов ионизирующих излучений описывается различными характеристиками. Наиболее употребительными параметрами являются: эффективность счетчика, мертвое время, рабочее напряжение.

Под эффективностью детектора понимают вероятность того, что попавшая в объем счетчика (камеры) частица будет зарегистрирована.

Под мертвым временем детектора понимают минимальное время между пролетом двух следующих одна за другой частиц, регистрируемых отдельно.

Рабочее напряжение - это такое напряжение на электродах, при котором его незначительные колебания не должны искажать результаты регистрации.

Иногда учитывают время запаздывания (промежуток времени от появления частицы в детекторе до появления импульса на его выходе) и диапазон измеряемых энергий (область энергий детектируемых излучений, в которой сохраняются свойства детектора).

Сущность ионизационного способа демонстрируется рисунком 1.14. В состав схемы входит конденсатор, размещенный в герметичной колбе (1), наполненной газом, миллиамперметр (2), источник питания постоянного тока (3), усилитель (4) и выключатель (5). Если замкнуть цепь при отсутствии ионизирующих излучений, то конденсатор в колбе зарядится от источника. Если емкость конденсатора небольшая, а инерционность стрелочного прибора значительная, то стрелка прибора практически останется на нуле, так как после импульса тока конденсатор окажется заряженным, а цепь разомкнутой.

При облучении колбы ионизирующим излучением в ней произойдет ионизация газа. Чем больше интенсивность облучения, тем больше ионизация газа, тем больше ток пройдет по цепи. Прибор может быть отградуирован в соответствующих единицах, тогда можно регистрировать и измерять ионизирующие излучения.

Чувствительность такого прибора не всегда может оказаться достаточной, чтобы измерять малые уровни радиации. Поэтому используют различные участки вольтамперной характеристики (рис. 1.15).

На практике чаще используют участки характеристики 1, 2, 4. Работа на соответствующем участке характеристики зависит от типа детектора, его конструкции и приложенного напряжения.

В зависимости от подаваемого напряжения двухэлектродный промежуток может работать: в режиме ионизационной камеры, пропорционального счетчика или счетчика Гейгера-Мюллера.

Ионизационные камеры - это газоразрядные детекторы, работающие при напряжениях, соответствующих участку 1 вольтамперной характеристики. Принципиальная схема ионизационной камеры показана на рис.1.16. Частица, пролетая в пространстве между электродами, ионизирует атомы и молекулы газа. Затрачивая энергию Е, она создает Nо пар ионов. Связанные с ними заряды обоих знаков имеют величину qо каждый. Если за время t в объем камеры влетело n таких частиц, то суммарный заряд Qо каждого знака е, вызванный ими будет:

Qо = nеЕ/I (1.61)

где I - энергия ионизации атома (молекулы) газа в межэлектродном пространстве.



Если напряжение между электродами равно нулю, то возникшие ионы быстро рекомбинируют, в результате чего система возвращается в исходное положение.

Если считать, что для инертных газов I = 30-40 эВ, то в случае когда n = 1 и Е = 1 МэВ, величина Nо = 3·104, а Qо = 5·10-15 Кл.

При малой интенсивности излучения ток в цепи очень мал и его измерение представляет трудность. Поэтому чувствительность такого прибора при малых плотностях излучений недостаточна.

Вольтамперная характеристика зависит от конструктивного исполнения ионизационной камеры. Наибольшее распространение получили камеры цилиндрической и плоской форм.

Цилиндрические ионизационные камеры конструктивно представляют собой систему, состоящую из пустотелого электропроводящего цилиндра и коаксиально расположенного электропроводящего стержня. Внешний электрод соединяется с положительным полюсом источника питания камеры.

Плоские ионизационные камеры конструктивно выполняются в виде прямоугольной коробки (рис.1.16), внутри которой размещается стержень или пластина. Внутренняя поверхность коробки покрывается слоем графитового порошка для обеспечения электропроводности. Стержень или пластина являются отрицательным электродом, а слой графита - положительным электродом камеры.

Конденсаторные ионизационные камеры предназначены для измерения дозы облучения. Конструктивно такие камеры представляют собой трубку из электропроводящего материала, которая является отрицательным электродом камеры.

Рис.1.16. Принципиальная схема ионизационной камеры.

Внутри трубки расположен металлический стержень, являющийся положительным электродом камеры и конденсатора. Для расширения пределов измерения параллельно электроду подключается конденсатор с высококачественным диэлектриком. Конденсаторные камеры используются в качестве дозиметра комплектов ДП-24, ДП-22В.

Пропорциональные счетчики - это газоразрядные детекторы, работающие при напряжениях, соответствующих участку 2 вольтамперной характеристики. Принципиальная схема счетчика показана на рис. 1.17.

В этих приборах первично созданные ионы за счет энергии электрического поля вызывают на пути к электродам дополнительную ионизацию газа. Очевидно, что граничное напряжение между областью ионизационной камеры и областью пропорционального счета создает такое электрическое поле,в котором электроны на длине свободного пробега приобретают энергию, достаточную для ионизации атомов (молекул) газа, наполняющего счетчик.

Если каждая, созданная первичной частицей пара ионов на пути к электродам образует К новых пар ионов, то общий заряд Qо каждого знака,возникающий в объеме в результате пролета одной частицы будет:

Qо = КеЕ/I, (1.62)

где К - коэффициент газового усиления.

Коэффициент газового усиления в области пропорционального счета зависит лишь от приложенного напряжения. Поэтому, при данном напряжении импульс на выходе счетчика пропорционален энергии, затраченной частицей на ионизацию. Горящий в пропорциональном счетчике несамостоятельный разряд прекращается при устранении излучений.

Широко распространены цилиндрические пропорциональные счетчики, в которых возле анода, изготовленного в виде тонкой нити, создается сильное электрическое поле. Вторичная ионизация, происходящая в этой области, обуславливает усиление тока. Таким образом, пропорциональные счетчики более чувствительны, чем ионизационные камеры.



Рис.1.17. Принципиальная схема пропорционального счетчика.

Счетчики Гейгера-Мюллера - это газоразрядные детекторы, работающие при напряжениях, соответствующие участку 4 вольтамперной характеристики, называемому областью Гейгера.

Для того чтобы создать условия для развития газового разряда при сравнительно невысоких напряжениях, рационально использовать неоднородные электрические поля и низкое давление газа, примерно 100-200 мм рт. ст. Поэтому счетчики Гейгера- Мюллера изготавливают в виде цилиндрического катода, на оси которого расположен тонкий проволочный анод. При попадании частиц в цилиндр, в газе образуются свободные электроны, которые движутся к нити. Вблизи нити напряженность электрического поля велика и электроны ускоряются настолько, что начинают ионизировать газ. По мере приближения к нити число электронов возрастает лавинообразно, возникает коронный разряд, распространяющийся вдоль нити. Этот разряд обрывается включением большого сопротивления R = 108-109 Ом (не самогасящийся счетчик Гейгера), либо введением специального состава газовой смеси инертного газа с примесью паров спирта или другого многоатомного газа (самогасящийся счетчик Гейгера). В отличие от ионизационной камеры и пропорционального счетчика, в счетчике Гейгера величина тока не зависит от количества первично созданных ионов, а обуславливается приложенным напряжением и величиной сопротивления, включенного последовательно в цепь разрядного промежутка. Таким образом, счетчик Гейгера-Мюллера пригоден лишь для счета частиц.

Сцинтилляционный счетчик. Сцинтилляционный счетчик состоит из сцинтилляционного детектора и пересчетного устройства. Схема сцинтилляционного детектора и фотоумножителя показана на рис.1.18.

Сцинтилляционный детектор состоит из сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя. Принцип действия заключается в следующем.

Под действием ионизирующих излучений, поступающих на сцинтиллятор 1 в нем возникают вспышки света, которые затем попадают на фотокатод 2 (чаще всего сурьмяно-цезиевый) и выбивают из него фотоэлектроны. С помощью фокусирующего электрода 3 фотоэлектроны попадают на первый динод (5), из которого они выбивают в результате вторичной эмиссии дополнительные электроны. Далее они поступают на следующий динод и т.д. Так происходит умножение электронов (усиление электронного потока).



Рис.1.18. Схема сцинтиллятора и фотоумножителя

1 - сцинтиллятор; 2 - фотокатод; 3 - фокусирующая система; 4 - анод; 5 - диноды; резисторы R1 - R6 - делитель напряжения.

С последнего динода электронный поток попадает на анод, связанный с обычным усилителем. На схеме показан делитель напряжения, который обеспечивает напряжением каждый динод и анод. Для обеспечения работы счетчика применяют значительной величины напряжение.

Сцинтилляционный счетчик нашел достаточно широкое применение, как достаточно точный способ регистрации излучений.

Классификация приборов

По назначению приборы можно классифицировать следующим образом:

индикаторы - простейшие измерительно-сигнальные приборы, позволяющие обнаружить факт наличия излучения и ориентировочно оценить некоторые характеристики излучений. Детекторами в них чаще всего являются газоразрядные счетчики;

приборы контроля облучения людей (дозиметры);

приборы для измерения мощности дозы гамма и рентгеновского излучения (рентгенометры). В качестве детекторов в них применяют ионизационные счетчики;

приборы для измерения активности (удельной, поверхностной, объемной) - радиометры. В качестве детекторов в них применяются ионизационные и сцинтилляционные счетчики;

спектрометры-приборы и установки, предназначенные для определения энергии частиц, энергетического спектра, типа радионуклида;

В последнем случае различают: альфа-спектрометры, гамма-спектрометры, бета-спектрометры. На практике пользуются и комбинированными приборами.

Радиометрия внутреннего облучения человека

Радионуклиды, попавшие внутрь организма человека, можно измерять с помощью с помощью специального счетчика излучения человека (СИЧ). Для достижения высокой чувствительности СИЧ детекторы и человека помещают в стальную защитную камеру (толщиной примерно 15-20 см), снижающую фоновое облучение.

Спектрометр СИЧ состоит из защитной комнаты, набора сцинтилляционных детекторов, регистрирующей аппаратуры, кресла и носилок для исследуемого человека. В комнате имеются направляющие устройства для вкатывания носилок, кресел с пациентом и системы перемещения детекторов над ним. Человек может при этом находиться в различных положениях: сидеть; лежать на дугообразном ложе, на прямом; стоять. Перемещая детектор, можно исследовать локализацию радионуклидов в теле. Фоновую картину снимают с макета человека, заполненного дисциллированной водой. Ее вычитают от спектрограммы, полученной от человека. Собственный фон установки СИЧ известен.

Для быстрого обследования и выявления лиц, в организме которого содержатся гамма-излучатели, можно измерить радиоактивность гамма-излучения на поверхности тела с помощью радиометра.

В качестве примера рассмотрим радиометр СПР-68-01 которым измеряют скорость счета импульсов Nc в трех точках - в районе легких, желудка и щитовидной железы за время, равное 5 с. Перед обследованием следует определить фон прибора Nf (обычно Nf =50 имп/с - это соответствует мощности дозы 0,15 мкГр/ч) и ?Nf - cкорость счета от «заведомо незагрязненных» людей при тех же условиях измерения.

Если радионуклид известен и определена его локализация в организме с погрешностью 150-200%, можно определить его активность (Бк) по формулам:

А = 2*103 n[ Nc - (Nf + ?Nf)] - равномерное распределение радионуклида;

А = 7,9*102 n[ Nc - (Nf + ?Nf)] - легкие;

А = 4,9* 102 n[Nc - (Nf + ?Nf)] - желудок;

А = 66[Nc - (Nf + ?Nf )] - радиоактивный йод-131 в щитовидной железе,

где n - суммарный выход гамма-квантов на распад данного радионуклида (находится по специальным таблицам).

Если результаты измерений соизмеримы с предельно допустимыми значениями, то людей надо обязательно проверить на установке СИЧ.

Вопросы для самоконтроля:

Основные способы обнаружения и измерения ионизирующих излучений.

Принцип работы ионизационной камеры.

Принцип работы пропорционального счетчика.

Принцип работы сцинтилляционного счетчика.

Классификация дозиметрических приборов.

Принцип работы СИЧ.

1.3 ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Различают естественные и искусственные источники ионизирующих излучений. К естественным источникам относят космическое излучение, излучение от природных радионуклидов земного происхождения. К искусственным источникам ионизирующих излучений относят антропогенный радиационный фон, радиоактивное загрязнение местности и воздушной среды при авариях на радиационно опасных объектах, заражение местности и атмосферы при взрывах ядерных боеприпасов.

1.3.1 КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Космическое излучение делят на галактическое, межгалактическое и солнечное. Их также делят на первичное и вторичное.

Галактическое и межгалактическое космическое излучение - это поток протонов (90%) альфа-частиц (9%). Остальное (около 1%) - это в основном, ядра легких элементов: лития, бериллия, азота, углерода, кислорода, фтора и др. Средний возраст галактического излучения от 1 млн. до 10 млн. лет, а плотность потока частиц величина постоянная и составляет 1-2 частицы/см2с.

Низкое содержание нейтронов в космических лучах объясняется тем, что нейтрон в свободном состоянии неустойчив и распадается на протон и электрон. Время его «жизни» составляет около16 минут. Считается, что электроны, позитроны и гамма-лучи поглощены космической пылью, поэтому их очень мало в составе космического излучения.

Галактическое излучение обладает очень высокой энергией - 1012 - 1014 МэВ. Считается, что такая большая энергия объясняется разгоном частиц магнитными полями звезд.

Такое излучение губительно для всего живого. К счастью, протоны задерживаются радиационными поясами Земли, их энергия несколько уменьшается.

Существование поясов связано с наличием магнитного поля Земли. Заряженные частицы обычно движутся вдоль магнитных силовых линий по спирали. Имеется два радиационных пояса. Внешний радиационный пояс находится на расстоянии от 1 до 8 радиусов Земли, внутренний на расстоянии 400-10000 км. Наибольший прорыв космического излучения на полюсах, поэтому Северный и Южный полюса получают больше космической радиации.

Частично потерявшие энергию космические лучи попадают в атмосферу и ею поглощаются, вызывая вторичное излучение, представляющее почти все известные частицы и фотоны.

Первичное излучение преобладает на высотах 45 км и выше, а вторичное излучение достигает максимальной величины на высотах 20-25 км. На широте г. Минска человек получает на Земле 50 мрад/год, но с ростом высоты интенсивность облучения с каждым километром увеличивается вдвое.

Космические лучи, проходя через атмосферу, вызывают появление космогенных радионуклидов, которых насчитывается около 20. Наиболее значительные из них тритий, углерод-14, берилий-7, сера-32, натрий-22, 24. Эти радионуклиды, распадаясь, испускают бета-частицы. Наиболее опасными из них являются тритий (период полураспада 12,3 года) и углерод-14 (период полураспада - 5730 лет). Оба радионуклида непрерывно возникают и непрерывно распадаются. Существует определенное равновесие в природе и всегда имеется некоторый его запас. Смешиваясь с углеродом и водородом, тритий и углерод-14 попадают в воду, человека, в животных, в растения и представляют определенную угрозу для жизни и здоровья человека.

Углерод-14 поступает в организм человека через желудочно-кишечный тракт и через легкие. В организме распределяется равномерно. Период биологического полувыведения из организма около 200 дней. Он вызывает трансмутационный эффект: встраиваясь в азотистые основания нуклеиновых кислот, углерод при распаде превращается в стабильный азот-14, что вызывает изменение структуры азотистых оснований, в результате чего меняется смысл генетического кода. Эти изменения не поддаются репарации и их доля от всех мутаций составляет 10%.

Наша справка. С помощью углерода-14 можно определить по останкам людей или животных время их смерти. Пока человек или животное живые, то идет постоянный процесс обновления углерода. После смерти этот процесс прекращается и начинается процесс распада углерода-14. Зная начальное количество и период полураспада можно определить время, прошедшее после смерти животного или человека.

Вклад в космическое излучение вносят и вспышки на Солнце. В этом случае происходит выброс в космическое пространство протонов с энергией до 40 МэВ, иногда энергия достигает и 100 МэВ. Однако, по сравнению с галактическим излучением эта энергия незначительна.

Человек, живущий на уровне моря, получает в среднем от космического облучения 0,315 мЗв/год, в том числе за счет внешнего облучения - 0,3 мЗв/год и за счет внутреннего облучения 0,015 мЗв/год.

1.3.2 ЗЕМНАЯ РАДИАЦИЯ

В любой почве, в воздухе, в воде, в живых организмах всегда имеются в незначительных количествах радионуклиды, но больше всего их в гранитах, в глиноземах, в песчаниках, в известняках. Возраст Земли 5,3 млрд. лет, поэтому на Земле сохранились только радионуклиды с большим периодом полураспада, остальные распались.

Радионуклиды земного происхождения подразделяются на радионуклиды средней части Периодической таблицы Д.И.Менделеева и на радиоактивные семейства.

Родоначальником семейства урана является уран-238 с периодом полураспада 4,5 млрд. лет (приложение 3).

Родоначальником семейства тория является торий-232 с периодом полураспада 10 млрд. лет (приложение 4).

Родоначальником семейства актиния является уран-235 с периодом полураспада 700 лет (приложение 5).

Конечный продукт распада всех семейств - свинец.

Во всех трех семействах один из продуктов распада - газ. В семействе урана это радон, в семействе тория - торон, в семействе актиния - актион. Последние два изотопы радона. Именно газ попадает в воздух, почву, растворяется в воде и попадает наконец в организм человека.

В Республике Беларусь таким газом является радон. Человек половину земной радиации получает именно от радона. Радон повсеместно выделяется из земли, воды, стройматериалов.

Анализ показывает, что в типичный дом поступает радона: из почвы - 70%, из внешнего воздуха - 13%, из стройматериалов - 7%, из воды - 5-10%, из природного газа - 4%, от других источников - 2%.

Это бесцветный инертный газ, не имеющий вкуса и запаха, тяжелее воздуха примерно в 7,5 раз. Являясь, альфа-излучателем радон является причиной заболеваний раком легких, желудка и других органов. Особенно опасен радон для легких, надпочечников, гонад и костного мозга.

Следует помнить, что концентрация радона в закрытых помещениях летом выше не менее чем в 8 раз, а в зимнее время выше в 5000 раз по сравнению с минимальным фоном. Обычно концентрация радона на кухне примерно в 40 раз выше, чем в жилой комнате. Высокое содержание радона в ванне, в спальных помещениях. Исследования в квартирах жителей г.Минска и некоторых других городов показали, что в ванной комнате объемная активность составила 8,5-9 кБк/м3, на кухне - 3-3,5 кБк/м3, в жилых помещениях 0,2 кБк/м3.

Дождь, снег, мороз и повышение атмосферного давления снижают интенсивность эксгаляции, тогда как повышение температуры и увеличение скорости ветра вызывают ее усиление. Следовательно, концентрация радона в почве больше зимой и в периоды дождей. Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от вертикального градиента температур, направления и силы ветра, турбулентности воздуха. Суточный максимум наблюдается в ночные часы и максимум днем.

С геологической точки зрения около 40% территории Республики Беларусь являются потенциально радоноопасными. Исследования содержания радона в квартирах в летнее время показали, что оно по Минску и в большинстве городов составляет 30-35 Бк/м3, но в Дзержинском районе Минской области оно достигало 400 Бк/м3. МКРЗ рекомендует для вновь строящихся зданий уровень не выше 100 кБк/м3.

Для ослабления воздействия радона на организм человека необходимо проветривать помещения не менее 5 часов в сутки, во время кипения воды в чайнике или другой закрытой посуде необходимо открывать на несколько секунд крышку, чтобы радон испарился из воды. Сушка белья должна быть вне помещений, а после стирки ванна должна быть хорошо проветрена. Следует помнить, что и при сжигании газа на кухне также необходимо проветривать помещение, так как из природного газа также выделяется радон. Так как, радон является альфа-излучателем и выделяется, в том числе и из стен, то их рекомендуется или красить или оклеивать обоями.

Радиационный фон в различных районах земного шара разный. Есть районы в Индии, Бразилии, Иране, Франции, Италии, ЮАР, Канаде, Чехии, Нигерии и др., где средние значения земной радиации выше нормы в 200-1000 раз, а люди получают дозу до 8 рад/год. У людей, проживающих в этих районах, состояние здоровья не хуже, чем у людей, проживающих в условиях нормального радиационного фона (мощность дозы не превышает 20 мкР/ч), но люди переехавшие для проживания из районов с нормальным радиоактивным фоном в районы с повышенным радиоактивным фоном обычно чаще болеют, в том числе и онкологическими заболеваниями.

Справка. Ученые обнаружили и следующие противоречия: в зонах с высокими уровнями радиации заболеваемость раком иногда наблюдается даже меньше, чем в зонах с минимальным радиационным фоном. Одновременно в зонах с повышенным радиационным фоном рождаемость в 2 раза меньше.

Как уже отмечалось, в средней части таблицы Менделеева находятся 12 радионуклидов с большим периодом полураспада, это: калий-40, кальций-28, церий-132, индий-115, лантан-138, рубидий-87 и другие. Однако, только калий-40 и рубидий-87 оказывают существенное влияние на здоровье человека, так как являются элементами биологической ткани. В Республике Беларусь радионуклиды находятся, в основном, в верхнем 30-сантиметровом слое почвы, на некоторых участках, например активность калия-40 достигает 1-2 Кu/км2. Содержание радионуклидов почве и в некоторых веществах приведено в таблицах 1.7 и 1.8. Распределение активности некоторых радионуклидов в биосфере представлено в таблице 1.9. Калий-40 претерпевает бета-распад, период полураспада 1,32·109 лет и является источником бета и гамма-излучения. Являясь элементом биологической ткани калий-40, попадает в растения, в организм животных и человека. Содержание калия-40 в окружающей среде показано в таблице 1.10, а средняя удельная активность калия-40 и рубидия-87 представлена в таблице 1.11.

По подсчетам НКДАР ООН средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет 0,35 мЗв.

Таким образом, человек ежегодно получает примерно 45% дозы от природных источников и 55% дозы от искусственных источников излучения. При этом от природных источников человек получает: 1/3 дозы от космического излучения, 1/3 дозы от излучения радиоактивных веществ в почве и 1/3 дозы от компонентов органических веществ.

Ссправка. Человек является источником ионизирующих излучений. Можно показать, что радиоактивность тела человека массой 75 кг составляет в среднем 8700Бк. Больше всего в организме человека накапливается углерода-14 и калия-40. Обычно за 55 лет жизни человек получает дозу 10 мЗв. Каждый человек, являясь источником радиоактивных излучений облучает своих близких.

Таблица 1.7Природные радионуклиды в почвах

Радионуклид	Активность почвы, Бк/кг	Радионуклид	Активность почвы, Бк/кг
Углерод-14	4 (1,5-6)	Радий-226	30 (71-80)
Калий-40	440	Торий-230	100
Свинец-210	75- 6300	Торий-232	36
Полоний-210	8-220	Торий	26
Рубидий-87	140	Уран-238	24 (8-110)
Примечание: вне скобок приведены средние значения, в скобках - нижний и верхний пределы

Таблица 1.8 Содержание радионуклидов в некоторых веществах, Бк/кг

Объект	Радионуклид
	Калий-40	Свинец-210	Радий-226	Торий-232	Уран-238
Пресная вода	168	(3-8)10-3	(4-400)10-3	1,2.10-4	4,8.10--3
Древесина	130 - 750	11- 40	7	0,6-5	0,06-0,5
Почвы	440 (0,2- 1200)	75- 6300	30(7-180)	37(4-78)

Таблица 1.9 Распределение активности некоторых радионуклидов в различных частях биосферы

Радионуклиды	Объемная или удельная активность
3Н (тритий)	200-900 Бк/м3 (гидросфера)
7Ве (берилий)	3 х 10-3 Бк/м3 (воздух)
14С (углерод)	227 Бк/кг (биосфера)
40К (калий)	60 Бк/кг (биосфера)
87Rв (рубидий)	629 Бк/кг (гидросфера)
226Rа (радий)	0,1-2,7 Бк/кг (гидросфера) 3,7-48 Бк/кг (почва)
222Rn (радон)	0,1-10 Бк/м3 (в воздухе вне здания) 5-25 Бк/м3 (в воздухе в здании)
238U (уран)	1,2 мкБк/м3 (в вохдухе);10-20 Бк/кг (почва) 0,24 мБк/кг (гидросфера)
232Th (торий)	7-50 Бк/кг (почва)

Таблица 1.10 Содержание калия-40 в окружающей среде

Источник калия-40	Активность калия-40, Бк/кг
Известняк	30-40
Гранит	925-1200
Песчаники	300-400
Фосфатно-калийные удобрения	5900
Азотно-фосфорно-калийные удобрения	1200-5900
Почва	37-1100
Зерновые	18,5-159
Овощи свежие	40-174
Картофель	174
Орехи	210
Клюква	355
Грибы	277
Горох	273
Молоко	30-45
Говядина	60-90

Таблица 1.11 Средняя удельная активность калия-40 и рубидия-87 в тканях взрослого мужчины и создаваемые годовые эквивалентные дозы

Орган или ткань	Калий-40	Рубидий-87
	Ср.УА1, Бк/кг	ГЭД2 , мЗв	Cр.УА, Бк/кг	ГЭД, мЗв
Организм в целом	60	0,183	8,5	0,0063
Гонады	64	0,18	18	0,01
Легкие	64	0,18	8,1	0,0045
Красный костный мозг	130	0,27	7,0	0,007
Щитовидная железа	33	0,1	5,3	0,003

1.3.3 АНТРОПОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

За счет хозяйственной и социальной деятельности люди дополнительно получают облучения от антропогенных источников. В одних случаях отдельные категории населения, в других - значительная часть населения. В ряде случаев могут возникнуть чрезвычайные ситуации, вызванные выбросом радиоактивных веществ. В Республике Беларусь более 1000 объектов, на которых применяются радиоактивные вещества в значительных количествах (более 55 тысяч устройств и установок), которые приносят пользу людям. Назовем только некоторые источники:

тепловые электростанции;

склады минеральных (фосфорных) удобрений, имеющих повышенное содержание радионуклидов уранового и ториевого рядов;

часы, компасы со светящимся циферблатом;

телефонные диски, указатели входа-выхода;

цветные телевизоры и дисплеи компьютеров;

установки для снятия статического электричества;

пожарные дымовые детекторы;

краски, содержащие повышенное количество урана;

рентгеновские установки для проверки пассажиров и их багажа в аэропортах;

установки для контроля качества и структуры сплавов;

установки для исследования смазочных материалов;

установки для холодной стерилизации перевязочного материала и медицинского инструмента;

рентгеновские аппараты и установки для диагностики заболеваний человека;

радиоизотопные материалы для исследования в медицине;

радиационная терапия для лечения онкологических заболеваний;

установки для облучения автомобильных шин сцелью увеличения срока их пробега и др.

Кроме того, на отдельных объектах содержится значительное количество радиоактивных веществ, в том числе и в местах захоронения радиоактивных отходов, которые представляют опасность для большого числа людей в случае аварий и катастроф. Например, В Минской области таких объектов 2 - это Молодечненский центр стандартизации и метрологии, где суммарная активность источников цезия достигает 70 Ки, и Несвижский завод медпрепаратов, где суммарная активность источников кобальта равна 800 Кu. В Брестской области насчитывается 12 объектов, использующих в своей деятельности радиоактивные вещества, из них 9 сконцентрированы в городах Брест, Пинск, Барановичи; в Гродненской области - 8 объектов, их них 7 в Гродно и Лиде; В Гомельской области - 17 объектов, из них 14 - в Мозыре и Гомеле; В Витебской области - 12 объектов, из них 10 - в Витебске и Новополоцке; в Могилевской области -14 объектов, из них 11 - в Могилеве и Бобруйске.

Ниже приведены в таблице 1.12 некоторые искусственные источники ионизирующих излучений, используемые в различных отраслях.

Кратко остановимся только на некоторых источниках радиации.

Уголь, который сжигается на тепловых электростанциях (ТЭС) и в котельных содержит значительное количество таких радионуклидов, как: калий-40, уран-238, торий-232 и продукты их распада, что составляет от 7 до 52 Бк/кг. При сгорании угля радионуклиды выбрасываются в атмосферу в количестве, которое зависит от степени очистки фильтрами.

Источники, используемые в медицинских исследованиях и терапии, стали одним из основных способов антропогенного облучения человека. Вот некоторые примеры: рентгенография зуба - (0,03-3) мЗв, рентгеноскопия желудка - до 0,25 Зв, флюорография - (0,1-0,5) мзВ, рентгеноскопия грудной клетки - (0,1-1) мЗв. Это значительные дозы, полученные одноразово.

Таблица 1.12 Область применения и вид используемых закрытых источников ионизирующего излучения в различных областях

Область применения	Вид источника излучения
Медицина и биология	Ускорители заряженных частиц, рентгеновские и гамма-аппараты, гамма и бета-источники
Сельское хозяйство	Мощные гамма-установки, химические удобрения
Пищевая промышленность	Мощные гамма-установки, радиоизотопные приборы (уровнемеры)
Химическая и легкая промышленность	Мощные гамма-установки, радиоизотопные приборы (уровнемеры, толщиномеры, приборы для снятия статических зарядов
Металлургия	Ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, аппараты для гамма-дефектоскопии, радиоизотопные приборы (уровнемеры)
Строительная индустрия	Ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, аппараты для гамма-дефектоскопии
Геология	Нейтронные и гамма-источники, радиоизотопные приборы (уровнемеры)
Научные исследования	Ускорители заряженных частиц, рентгеновские аппараты, мощные гамма-установки, нейтронные и бета-установки
Ядерная энергетика	Нейтронные источники

Радиоизотопы используются для исследования различных процессов, протекающих в организме человека. Радиоизотопы излучают, что позволяет не только обнаружить их с помощью счетчика импульсов человека (СИЧ), но и определить характер распределения введенного изотопа. Приведем примеры использования изотопов в медицине.

Оценка функции щитовидной железы выполняется с помощью радиоактивного йода, который в незначительных количествах вводится в организм человека, но накапливается в щитовидной железе. По ряду характеристик делается вывод о работе щитовидной железы.

Другие примеры использования радиоизотопов в медицине:

натрий-24 - позволяет определять скорость кровотока и проницаемости сосудов;

калий-42 - индикатор биологических процессов;

стронций-85 - используется в ампликаторах при лечении кожных и глазных болезней;

технеций-99 - применяется для визуализации внутренних органов (изучение функционального состояния щитовидной железы, слюнных желез, сердца, крупных сосудов, скелета, опухолей головного мозга, для исследования печени, почек и др.). Полученная при этом доза примерно равна дозе от рентгеновского излучения при рентгеновских исследованиях;