Гамма-излучение

 
 

Федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский  государственный горный университет»

 

Реферат

Тема: Гамма-излучение 

По дисциплине:            Безопасность жизнедеятельности 

                                ^{(наименование  дисциплины согласно учебному плану)} 
 
 
 
 
 

Автор: студент  гр.МЦ 08                ____________                                / Хрукин С.В._/

                                                                                                     ^{(подпись)                                              (Ф.И.О.)}  

Оценка: _____________

Дата: __________________

Проверил: доцент                                ____________                     /_Смирнякова В.В. /

                                                                                                        ^{(подпись)                                            (Ф.И.О.)} 
 
 
 
 
 

Санкт-Петербург

2011

 

Общая информация

Гамма-излучение  — вид электромагнитного излучения с чрезвычайно малой длиной волны — < 5×10−3 нм и, вследствие этого, ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. 

Гамма-излучение  было открыто французским физиком  Полем Виллардом в 1900 году при исследовании излучения радия. 

Характеристики  и свойства гамма-излучения

Гамма-квантами являются фотоны с высокой энергией. Считается, что энергии квантов  гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и  рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению; если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке — к рентгеновскому излучению. С точки зрения физики, кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Гамма-излучение  испускается при переходах между  возбуждёнными состояниями атомных, при ядерных, а также при отклонении энергичных заряженных частиц в магнитных  и электрических полях.

Гамма-лучи, в  отличие от α-лучей и β-лучей, не отклоняются электрическими и магнитными полями, характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества. Основные процессы, возникающие при прохождении гамма-излучения через вещество:

Фотоэффект —  энергия гамма-кванта поглощается  электроном оболочки атома, и электрон, совершая работу выхода, покидает атом (который становится ионизированным).

Комптон-эффект — гамма-квант рассеивается при  взаимодействии с электроном, при этом образуется новый гамма-квант, меньшей энергии, что также сопровождается высвобождением электрона и ионизацией атома.

Эффект образования  пар — гамма-квант в поле ядра превращается в электрон и позитрон.

Ядерный фотоэффект — при энергиях выше нескольких десятков МэВ гамма-квант способен выбивать нуклоны из ядра.

Экспоненциальный  закон ослабления гамма-излучения  справедлив для узкого направления  пучка гамма-лучей, когда любой  процесс, как поглощения, так и  рассеяния, выводит гамма-излучение  из состава первичного пучка. Однако при высоких энергиях процесс прохождения гамма-излучения через вещество значительно усложняется. Вторичные электроны и позитроны обладают большой энергией и поэтому могут, в свою очередь, создавать гамма-излучение благодаря процессам торможения и аннигиляциии. Таким образом в веществе возникает ряд чередующихся поколений вторичного гамма-излучения, электронов и позитронов, то есть происходит развитие каскадного ливня. Число вторичных частиц в таком ливне сначала возрастает с толщиной, достигая максимума. Однако затем процессы поглощения начинают преобладать над процессами размножения частиц и ливень затухает. Способность гамма-излучения развивать ливни зависит от соотношения между его энергией и так называемой критической энергией, после которой ливень в данном веществе практически теряет способность развиваться

Защита  от гамма-излучения

Защита  от гамма-излучения имеет ряд  технических сложностей. Излучение  и быстрые нейроны обладают большой  проникающей способностью в вещество. Вследствие этого эффективность стандартные методы защиты (защита расстоянием, протекторы) снижается. Основной метод защиты в данном случаи – окружение источника гамма-излучения толстой оболочкой свинца или бора и кадмия. Толстые бетонные стены также способны остановить большую часть излучения. Для характеристики ослабления гамма-излучения в веществе обычно пользуются коэффициентом поглощения, который показывает, на какой толщине Х поглотителя интенсивность I₀ падающего пучка гамма-излучение ослабляется в е раз:

I=I₀e^-μ0x

Здесь μ₀ – линейный коэффициент поглощения гамма-излучения. Иногда вводят массовый коэффициент поглощения, равный отношению μ₀ к плотности поглотителя.

. 

Эффекты и последствия гамма-излучения

Внешнее гамма-облучение  вызывает у людей и животных такой же эффект, как и проникающая радиация. Разница лишь в том, что дозу проникающей радиации живой организм получает в течение нескольких секунд, а доза внешнего облучения накапливается в течение всего времени пребывания на зараженной территории.  

Накопление дозы гамма-облучения в организме происходит неравномерно. Большая ее часть накапливается  в первые часы и дни после выпадения  радионуклидов, когда уровень радиации наиболее высокий. В первые сутки  накапливается 50% суммарной дозы до полного распада РВ, за четверо суток — 60%.  

Доза, полученная живым организмом в течение 4 суток  подряд (в любом распределении  по дням), называется  однократной.  

При продолжительном  облучении в организме наряду с процессами поражения происходят и процессы восстановления. В связи с этим суммарная доза облучения, вызывающая один и тот же эффект, при продолжительном многократном облучении более высокая, чем при однократном. Дозы, не приводящие к потере работоспособности при однократном и многократном облучении, следующие, Р: однократная (в течение 4 суток) — 50; многократная: в течение 10—30 суток — 100, 3-х месяцев — 200, в течение года — 300. 

1. Однократные  дозы внешнего гамма-облучения,  вызывающие лучевую болезнь у  человека и животных

 
 

Превышение указанной  дозы вызывает заболевание лучевой  болезнью. Лучевая болезнь, вызванная  гамма-облучением на зараженной местности, как и вызванная проникающей радиацией в районе ядерного взрыва, протекает, как правило, в острой форме и в зависимости от дозы  (табл. 1)  может быть разной степени тяжести: легкой, средней, тяжелой и крайне тяжелой.  

Течение острой лучевой болезни подразделяется на четыре периода.  Первый период  начинается сразу после облучения и продолжается от нескольких часов до 2—3 суток. При этом наблюдаются угнетенное состояние, рвота, отсутствие аппетита, покраснение слизистых оболочек.  Второй период  (скрытый или мнимого благополучия) продолжается в зависимости от полученной дозы облучения от 3 до 14 суток. В это время внешние признаки болезни исчезают и пораженные не отличаются от здоровых, хотя патологические изменения в кроветворных органах прогрессируют. В  третий период  (разгар лучевой болезни) развиваются все типичные признаки болезни. В  четвертом периоде  (разрешения) наступает либо выздоровление, либо гибель пораженного человека или животного.

Лучевая болезнь у людей

Лучевая болезнь легкой степени характеризуется недомоганием, общей слабостью, головными болями, небольшим снижением лейкоцитов в крови. Все пораженные выздоравливают без лечения.  

Лучевая болезнь  средней степени  проявляется  в более тяжелом недомогании, расстройстве функций нервной системы, рвоте. Количество лейкоцитов снижается более чем наполовину. При отсутствии осложнений люди выздоравливают через несколько месяцев. При осложнениях может наступить гибель до 20% пораженных.  

При лучевой  болезни  тяжелой степени  отмечаются тяжелое общее состояние, сильные головные боли, рвота, понос, кровоизлияния в слизистые оболочки и кожу, иногда потеря сознания. Количество лейкоцитов и эритроцитов в периферической крови резко снижается, появляются осложнения. Без лечения смертельные исходы наблюдаются в 50% случаев. 

Лечение лучевой болезни

Лечение лучевой  болезни напрямую зависит от степени  тяжести данного заболевания. При  первой, а также второй степени  тяжести данного заболевания  больному назначаются антигистаминные  фармацевтические средства типа димедрола. Также немаловажное значение в данном случае имеют и витамины, чаще всего это комплекс витаминов, который включает в себя витамин С, Вг, РР и некоторые другие. Иногда комплекс витаминов может быть замещен поливитаминами. Не обойтись в борьбе с этим заболеванием и без антибиотических препаратов типа биомицина, пенициллина, стрептомицина и некоторых других. 

 При наличии  третьей степени тяжести лучевой  болезни больному также прописывают  димедрол и витамины. Помимо этого  курс его лечения составляют антигеморрагические препараты типа викасола и хлористого кальция. Не обойтись в данном случае и без переливания крови. Очень важно, чтобы кровь для переливания была не только свежей, но еще и цитратной. 

 Четвертая  степень тяжести такого заболевания требует использования витаминов, а также стимуляторов кроветворения. Помимо этого больному нужно будет выполнять и некоторые специальные гимнастические упражнения.

 Питание –  еще одна неотъемлемая часть  лечения данной стадии лучевой  болезни. В некоторых случаях может быть назначена кислородная терапия, глюкоза с инсулином либо медикаменты для сердца.

Для профилактики лучевых поражений используются лекарственные средства, объединенные под общим названием «радиопротекторы». Их используют при угрозе лучевых поражений, при лучевой терапии онкологических больных, работе с ионизирующими источниками. Одни препараты оказывают общее (системное) действие, другие применяются местно для профилактики и лечения поражений кожи и прилежащих тканей. 

В качестве радиопротекторов общего действия, применяемых внутрь, используются цистамина дигидрохлорид, мексамин, батилол и др. 

 

Ключевые  слова

Радиация, гамма  излучение, протекторы, лучевая болезнь. 
Список литературы

1. Википедия.
2. Учебник военной тактики : в 2т. / сост. А.К.Лепухин, А.С.Кушкин. Т.1:А-Н. М.: Москва, 1998. – 24с.
3. Мозг.