Jonizujuca zracenja Dc

Jonizujue zraenje u EM spektru

Fiziki parametri radne i ivotne sredine Prof. dr Dragan Cvetkovi

Kvantno - korpuskularna zraenja ija je energija fotona ili estice u kretanju vea od 12eV. u interakciji sa materijom vri jonizaciju. Elektromagnetna zraenja visokih energija, rengensko i gama zraenje i sva estina zraenja su jonizujua.

Jonizujue zraenjekosmiko gama x-zraci ultravioletno vidljiva svetlost infracrveno mikrotalasi radio

visoke frekvencije

ENERGETSKI SPEKTAR

niske frekvencije

Jonizujua zraenja



Podela elektromagentnog spektra u odnosu na frekvenciju

Jonizujua zraenja



Podela elektromagentnog spektra u odnosu na talasnu duinu

Jonizujua zraenja

Osnovni pojmovi Atom je osnovna jedinica materija koja se sastoji od stabilnog jezgra i elektronskog omotaa. Jezgra atoma se sastoje od pozitivno naelektrisanih estica (protona) i neutrona koji nemaju naelektrisanje. Masa protona protona, odnosno neutrona, je oko 2000 puta vea od mase elektrona. Protoni i neutroni se nazivaju nekleoni. nekleoni Masa atoma je odreena brojem protona i neutrona koji se naziva maseni broj (A). esto se masa izraava i preko atomske jedinice mase (u). Atomska jedinica mase se definie kao 1/12 mase atoma ugljenika C12 i iznosi 1.661*10-27kg. maseni broj kg Atomska masa protona i neutrona je 1u.Jonizujua zraenja


Osnovni pojmovi


Poto se supstance sastoje od velikog broja atoma i molekula koristi se jedinica mol kao SI jedinica za koliinu materije. Mol se definie kao koliina materije koja sadri onoloko elementarnih estica (npr. atoma, molekula, elektrona, jona) kao i 12g ugljenika C12. Taj broj se naziva Avogardov broj NA i iznosi 6.023*1023 mol-1. Atomska jedinica mase se definie kao 1/12 mase atoma ugljenika C12 i iznosi 1.661*10-27kg. kg Protoni i neutroni se nazivaju nukleoni. Broj protona nukleoni odreuje atomski broj (Z) i jednak je broju elektrona u omotau. Ukupan broj nukleona u jezgru je maseni broj (A). A

XZ

Jonizujua zraenja

Osnovni pojmovi


Elektron je elementarna estica nosilac negativnog naelektrisanja. Pozitron je antiestica elektrona - iste mase kao elektron ali je nosilac pozitivnog naelektrisanja. Nukleidi su vrste atoma odreene sastavom jezgra, odnosno brojem protona i neutrona. Nukleidi sa jednakim brojem protona i razliitim brojem neutrona nazivaju se izotopi. izotopi Radionukleidi sa atomi sa nestabilnim jezgrom koji imaju viak energije koji se moe saoptiti ili novo kreiranoj estici unutar jezgra ili elektronima u omotau. Radionukleid iz nestabilnog stanja prelazi u stabilno stanje i pri tome emituje estice ili kvante energije (fotone) ili oboje. Taj prelaz u stabilnije stanje naziva se radioaktivni raspad.Jonizujua zraenja

Podela jonizujueg zraenja


estino (korpuskularno) jonizujue zraenje alfa zraenje beta zraenje Elektromagnetsko (fotonsko) zraenje X (rendgensko) zraenje (gama) zraenje X-zraenje nastaje kao posledica ubrzanog kretanja elektrona pri njihovim kvantnim skokovima sa jedne na drugu orbitalnu putanju, pri emu se oslobaa kvant energije. Alfa, beta i gama zraenja nastaju pri radioaktivnom raspadu atoma pojedinih elemenata i izotopa.Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Svaki element ima jedan ili vie izotopa koji imaju nestabilna jezgra i koja mogu da se podvrgnu radioaktivnom raspadu, pri emu jezgro emituuje estice ili energiju. Postoje tri vrste radioaktivnog raspada: Alfa raspad Beta raspad Gama raspad Kod alfa raspada jezgro atoma se raspada na atom sa masenim brojem manjim za etiri, odnosno atomskim brojem manjim za dva, pri emu se emituje -estice (dva protona i neutrona objedinjena u esticu koja je identina atomu helijuma)

Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Alfa raspad je oblik nuklearne fisije gde se atom roditelj deli na dva potomka: atom manjeg masenog broja za etiri i alfa esticu.

Alfa estice imaju kinetiku energiju oko 5MeV (priblino 0.13% ukupne energije) i brzinu 15000km/s (5% brzine svetlosti). Zbog relativno velike mase i male brzine alfa estice veoma lako stupaju u dejstvo sa drugim atomima i gube energiju, tako da ih moe efikasno zaustaviti i nekoliko centimetara vazduha.Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Beta raspadom transformie se proton u neutron i obrnuto neutron u proton. Pri beta raspadu se emituju beta estice (elektron ili pozutron). Postoje dve vrste beta raspada: - raspad + raspad Kod - raspada konvertuje se neutron u proton, pri emu se proton emitiju elektron i antineutrin (antiestica neutrina - neutralna estica koja se kree brzinom svetlosti) koji naputaju jezgro atoma.

Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Kod - raspada atomski broj jezgra raste za jedan.

Kod + raspada koristi se energija za konvertovanje protona u neutron, pri emu se emitiju pozitron i neutrino koji neutron naputaju jezgro atoma. Kod + raspada atomski broj jezgra smanjuje se za jedan i za njegovo odvijanje je neophodna energija. Brzina estica je preko 99% brzine svetlosti.Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Kod - raspada ne dolazi do promene strukture jezgra. Gama raspad nastaje pri promeni energetskog nivoa jezgra atoma. Jezgro prelazi iz pobuenog stanja (sa viom energijom) u osnovno stanje (sa niom nergijom) pri emu se emituje jedan ili vie - fotona, odnosno - zraci kao nosioci kvanata EM energije. Gama zraci imaju najveu frekvenciju u EM spektru (1019 Hz), najveu energiju (oko 100keV) i najmanju talasnu duinu (oko 10 pm).

Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


Alfa estice se mogu kompletno zaustaviti listom papira. Beta estice se mogu kompletno zaustaviti aluminijumskom ploom. Gama zraenje se moe samo smanjti primenom masivnih barijera npr. debelom olovnom ploom.Jonizujua zraenja

Radioaktivni raspad


X-zraci preklapaju opseg najveih talasnih duina - zraka, odnosno opseg najmanjih energija. Sutinska razlika izmeu - zraka i X-zraka nije u talasnim duinama ve u izvorima zraenja. X-zraci se generiu u energetskim elektronskim procesima u izvorima zraenja, dok -zraci nastaju pri transformacijama koje nastaju unutar atoma.

Jonizujua zraenja

Zakon radioaktivnog raspada


Proces radiokativnog raspada je sluajni proces na nivou atoma i ne zavisi od spoljanjim uslovima, kao to su pritisak, temperatura i sl. Zakon koji opisuje opadanje broja jezgara koja nisu raspadnuta s vremenom je vana karakteristika takvog procesa. Neka se u kratkom vremenkom intervalu t broj neraspadnutih jezgara promenio za N. Veliina N je negativna veliina jer je na kraju vremenskog intervala broj neraspadnutuh jezgara manji nego na poetku intervala. Poto je verovatnoa raspada jezgra u svakom trenutku ista, broj raspada N je proporcionalan broju neraspadnutih jezgara u tom trenutku N(t) i vremenskom intervalu t .

N = N (t )tJonizujua zraenja



Konstanta proporcionalnosti se naziva konstanta raspada ili brzina raspada koja opisuje verovatnou raspada jezgra u jedinici vremena. Dakle, brzina promene funkcije N(t) je proporcionalna upravo funkciji N(t): N(t)

N = N (t ) t

dN (t ) = N (t ) dtDobijena diferencijalna jednaina ukazuje da se promena veliine N(t) podvrgava eksponecijalnom zakonu, tako da je reenje gornje diferencijalne jednaine:

N (t ) = N 0 e t

N0 je poetni broj radioaktivnih jezgara u trenutku t=0:

ZAKON RADIOAKTIVNOG RASPADA

Jonizujua zraenja



to je konstanta raspada vea to je radioaktvini raspad bri.

Jonizujua zraenja



Za vreme =1/ broj neraspadnutih jezgara se smanji za e (2.7) puta. Veliina () se naziva srednje vreme ivota.

t = = 1 / N ( ) = N 0 e

1

N0 = e

Vreme poluraspada T1/2, se definie kao vreme koje je potrebno da se broj neraspadnutuh jezgara smanji na polovinu od poetne vrednosti. Zakon radioaktivnog raspada se moe napisati u obliku:t

N (t ) = N 0 2

T1 / 2

Vreme poluraspada i konstanta raspada su povezani su relacijom:

T1/ 2 =

ln 2

Jonizujua zraenja



Vreme poluraspada je osnovna veliina koja opisuje brzinu radioaktivnog raspada. to je krae vreme poluraspada to je intenzivniji raspad. U vremenu T1/2 polovina od poetnih jezgara se raspadne. U sledeem intervalu raspadne se polovina od preostalog broja jezgara itd. Vreme poluraspada za uran je 4.5 milijarde godina, a za godina radijum 1600 godina. Postoje radionukleidi kod kojih je vreme poluraspada deli sekunde. Zavisi od proja protona i neutrona.Jonizujua zraenja



Koliina radioaktivne supstance se moe izraziti masom, ali je pogodnije aktivnost. aktivnost Aktivnost radiokativne supstance se definie kao broj raspada u jedinici vremena i odreena je izrazom:

dN (t ) A(t ) = dtKorienjem zakona radiaktivnog raspada moe se pokazati da zavisnost aktivnosti od vremena ima slian oblik:

A(t ) = A0 e

t

[Bq]

A0 = N 0

A0 - je aktivnost u poetnom trenutku. Jedinica za aktivnost je bekerel [Bq] jedna raspad u jednoj sekundi.Jonizujua zraenja



Za opisivanje radioaktivnosti koriste se i veliine specifina aktivnost i koncentracija aktivnosti. aktivnosti Specifina aktivnost (a) je aktivnost jedinine mase, a koncentracija aktivnosti (c) aktivnost jedinine zapremine radiokativne supstance:

dA [Bq/kg ] a= dm AT1/ 2 M m= N A ln 2

dA c= Bq/m 3 dV

[

]

Ako je poznata aktivnost (A) i vreme poluraspada t1/2 moe se odrediti masa iste radioaktivne supstance: M molna masa NA Avogardov broj

Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Rendgensko zraenje ili X-zraenje su EM talasi koji nastaju bombardovanjem mete, odnosno anode, elektronima velikih energija u rendgenskoj cevi.

Nastalo zraenje sastoji karakteristinog spektra.

se

od

kontinuiranog

i

Kontinualno X-zraenje nastaje koenjem brzih elektrona u anodi, ime se kinetika energija elektrona pretvara u fotone razliitih energija.Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Kontinualno zraenje vrlo irokog spektra nastaje kao posledica koenja ogromnog broja elektrona razliitih brzina. Spektar kontinualnog rendgenskog zraenja u zavisnosti od talasne duine i napona izmeu katode i anode dat je na slici.

Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Iz dijagrama kontinualnog rendgenskog spektra vidi se postojanje izrazite granice u opsegu kraih talasnih duina gde prestaje kontinualni spektar. Talasna duina gde prestaje zraenje naziva se najkraa talasna duina i izraunava se kao:

min

hc = eU

gde je: U - napon izmeu katode i anode, e - naelektrisanje elektrona. Minimalna talasna duina jednaka je za sve materijale i zavisi samo od anodnog napona. Kada se poveava anodni napon tada raste i koliina zraenja a maksimum energije se pomera ka kraim talasnim duinama.Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Karakteristini rendgenski spektar nastaje kao posledica izbijanja elektrona iz orbita sa niih energetskih nivoa atoma materijala od kojeg je napravljena anoda ubrzanim elektronima velike energije. Nastala prazna mesta se popunjavaju iz orbita sa viih energetskih nivoa, pri emu se emituju fotoni ija je energija jednaka razlici energetskih nivoa. Takvo zraenje, nastalo od fotona energija, superponira se kontinualnom spektru.

Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Da bi se stvorilo karakteristino rendgensko zraenje potreban je kritian napon, odnosno da elektroni imaju dovoljno energije za izbacivanje elektrona atoma anode. Ako je anodni napon manji od kritinog postoji samo kontinualni spektar. Intenzitet i spektar zraenja se regulie izborom materijala anode, naponom i strujom u rendgenskoj cevi i raznim filtrima na izalsku zraenja.

Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Primena rendgenskog zraenja se zasniva na prozraivanu materijala koji se razlikuju u apsorpciji zraenja. Primena rendgenskog zraenja se zasniva na prozraivanu materijala koji se razlikuju u apsorpciji zraenja i registrovanju rendgenskog zraenja nakon prolaska kroz materijal pomou fluoroscentnih zastora, filmova ili detektora zraenja.

Jonizujua zraenja

Rendgensko zraenje


Jonizujua zraenja

Delovanje jonizujueg zraenja


Prolaskom jonizujueg zraenja kroz materiju menjaju se svojstva zraenja i materija. Nain meudelovanja je razliit materija za EM (kvantno) zraenje i kropuskularno zraenje. Kod EM zraenja meudelovanje se odvija fotoelektrinim efektom, Komptonovim efektom i stvaranjem parova elektron-pozitron. Fotolektrini efekat nastaje kada je energija fotona vea od energije vezivanja elektrona u atomu. Tada foton predaje svu energiju elektronu ime mu omoguava da napusti atom. Energija fotona se raspodeljuje na izlazni rad W i kinetiku energiju izbaenog elektrona:

E fot = W + Ek

Jonizujua zraenja



Kod fotoelektrinog efekta nastaju pozitivni joni (atom koga je napustio elektron) i elektroni. Ako izbaeni elektroni imaju dovoljnu energiju oni mogu i dalje sekundarno jonizovati materiju. Kod Komptonovog efekta pri interakciji sa supstancom primarni foton (X-zrak ili -zrak) predaje deo energije slobodnom ili vezanom elektronu nakon ega sekundarni foton skree sa putanje, ima manju energiju i frekvenciju a veu talasnu duinu.

E fot = Ee + E fot _ sekU ovom procesu se deo energije apsorbuje (predaje eletronu) a deo energije se raspruje (sekundarni foton).Jonizujua zraenja



Stvaranje parova elektron-pozitron nastaje ako je energija fotona dovoljno velika. Foton prodire do jezgra atoma gde se stvaraju dve nove estice - elektron i pozitron. Viak energije fotona iznad 1.02MeV rasporeuje se na kinetike energije elektrona i pozitrona:

E fot = 2me c + Eke + Ekp2

Nakon vrlo kratkog vremena pozitron se spaja sa nekim elektronom iz okoline i nestaju obe estice koje se pretvaraju u dva fotona suprotnih smerova energije 0.51MeV.Jonizujua zraenja



Nain meudelovanja korpuskularnog zraenja i materije zavisi od naelektrisanja estica. Naelektrisane estice meudeluju sa elektronima ili jonima u materijama, pobuuju ili joniziraju atome i pri tome postepeno gube energiju i menjaju smer kretanja. Zbog toga je njihov stvarni put vei od njihovog dometa. Odnos broja estica n koje su dole do neke debljine d i upadnog boja estica n0 se smanjuje s debljinom i na nekoj debljini je jednak nuli. Debljina nakon koje se broj estica smanji na polovinu naziva se domet estica R.

Jonizujua zraenja

Veliine za opisivanje zraenja


Prolaskom jonizujueg zraka kroz materiju zrak gubi energiju predajui je atomima i molekulima. Veliine kojima se opisuje zraenje dele se na veliine koje karakteriu upadni snop (fizike veliine) i veliine koje opisuju meudelovanje zraenja i materija, odnosno tkiva. Ako se sa energetskog stanovita posmatra X-zraenje, enje njegova energija se moe dobiti sabiranjem energije n elementarnih kvantova koje izvor oslobodi: E = h ii =1

Kod radioaktivnih izvora ukupna energija jednaka je zbiru energija - kvanata i kinetike energije i - estica:

E = E + E + EJonizujua zraenja

Veliine za opisivanje zraenja Za korpuskularna zraenja definie se: tok estica kao broj estica talasnog snopa N koji proe kroz posmatranu povrinu S: 2 m = S i gustina toka estica kao tok estica u jedinici vremena: 2 1 = m s t


[ ]

[

]

Za kvantna zraenja definie se energetski tok kao koliina energije talasnog snopa E koji proe kroz posmatranu povrinu S: E=

[Jm ] S2

i gustina energetskog toka kao energetski [W/m 2 ] = tok u jedinici vremena: tJonizujua zraenja



Veliine koje opisuju meudelovanje zraenja i materije su: apsorbovana doza ekvivalentna doza efektivna doza Definiu se i brzine promena tih veliina. Apsorbovana doza, D, je odnos energije koju je zraenje doza predalo materiji i mase te materije:D= dE [Gy] dS & dD [Gy/s] D= dt

Jedinica apsorobovane doze je grej, 1Gy=1J/kg, a jedinica grej brzine doze je 1Gy/s, 1Gy/h, 1Gy/god. 1Gy/god

Jonizujua zraenja



Apsorbovana doza ne iskazuje u dovoljnoj meri efekte tetnog zraenja na bioloke sisteme pa je uvedena tzv. ekvivalentna doza u tkivu, HT. Ekvivalenta doza je proizvod apsorbovane doze i teinskog koeficijenta zraenja WR:H T = WR D[Sv ]

& = dH T [Sv/s ] D dt

Jedinica ekvivalente doze je severt, 1Sv=1J/kg, a jedinica severt brzine evivalente doze je 1Sv/s, 1Sv/h, 1Sv/god. Sv/s Sv/h Sv/god Teinski koeficijent zraenja WR opisuje bioloki uinak nekog zraenja u poreenju sa referentnim zraenjem. Kao referentno zraenje uzima se zraenje nastalo u rengenskoj cevi kod anodnog napona 200keV. keVJonizujua zraenja

Veliine za opisivanje zraenjaVrsta zraenja Rendgentsko i gama zraenje Elektroni Neutroni 20 MeV Protoni Alfa estice, teka jezgra


Teinski koeficijent zraenja WR 1 1 5 10 20 10 5 5 20

Ekvivalentna i apsorbovana doza imaju razliite brojane iznose, osim kod gama i rendgenskog zraenja.Jonizujua zraenja



U sluaju vie vrsta zraenja, ekvivalentna doza u tkivu, HT se dobija sabiranjem ekvivalentnih doza preko razliitih vrsta zraenja:H T = H TR = WR DTRR R

Oekivana ekvivalentna doza, je ekvivalentna doza za dati organ ili tkivo oveka od unutranjeg izlaganja jonizujuem zraenju zbog unosa radionukleida u organizam gutanjem ili disanjem:H T ( ) =t 0 + t0

& H (t ) dt

HT() - je oekivana ekvivalentna doza u organu ili tkivu T u vremenu proteklom od unoenja radionukleida u telo.Jonizujua zraenja



Isto zraenje na razliita tkiva moe izazvati razliita bioloka dejstva u zavisnosti od osetljivosti pojedinih tkiva i organa. Iz tih razloga se koristi efektivna doza koja je jednaka:

E = H T WTT

HT - je ekvivalentna doza zraenja tkiva T, a WT je teinski koeficijent tkiva vrste T, koji je mera osetljivosti pojedinih tkiva na zraenje. Koeficijent WT prikazani su u narednoj tabeli. Zbir svih koeficijenata je 1.

Jonizujua zraenja

Veliine za opisivanje zraenjaDeo tela Muke i enske polne lezde Kotana sr Debelo crevo Plua eludac Trbuh Grudi Jetra Jednjak titna lezda Koa Povrina kosti Ostatak


Teinski koeficijent zraenja WT 0.20 0.12 0.12 0.12 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01 0.01 0.05 =1

Jonizujua zraenja



Oekivana efektivna doza za vreme izlaganja zraenju se definie preko oekivanih ekvivalentnih doza i odgovarajuih teinskih koeficijenata tkiva:

E ( ) = H T ( )WTT

Kolektivna efektivna doza S za stanovnitvo je data izrazom:

S = Ei N ii

gde je: Ei - srednja efektivna doza sa skup osoba i, a Ni - broj osoba u tom skupu.

Jonizujua zraenja



Ekspoziciona doza (Ekspozicija) definie se odnosom Ekspozicija ukupnog naelektrisanja jednog predznaka q stvorenih fotona u vazduhu i mase vazduha:

dq [C/kg ] X= dt

Brzina promene ekspozicione doze naziva se snaga ekspozicione doze:

dX [C/kg s] Pe = dt

Ponekad se koriste i stare jedinice za apsorbovanu (rad) i rad ekpozicionu dozu (rengeni): rengeni

1rad = 0.01Gy

Ekspoziona doza u rengenima numeriki je priblino jednaka apsorbovanoj dozi u radima. radimaJonizujua zraenja

Ozraivanje ljudi


Do pre stotinak dogina ljudi su bili izloeni samo prirodnom, kosmikom jonizujuem zraenju. U novije vreme, razvojem nauke i tehnologije, odnosno primenom mnogobrojnih izvora zraenja u medicini, industriji, energetici, poljoprivredi, naunim istraivanjima i mnogim drugim delatnostima, dolazi do ozraivanja ljudi mnogo veim dozama od doza prirodnog zraenja. ovek moe biti ozraen: direktno od nekog izvora zraenja (jasno definisan i lociran izvor kao to je rendgenski ureaj ili radioaktivni izvor), ili izvor od radioaktivne materije kao posledica zagaenja ivotne sredine, npr. vazduha ili vode radionukleidima. radionukleidima Izvori zraenja mogu biti prirodni i vetaki pa postoji i prirodno i vetako ozraivanje.Jonizujua zraenja

Ozraivanje ljudi


Izvori prirodnog ozraivanja, su prirodni radionukleidi koji se nalaze u ovekovoj okolini i u ljudskom organizmu i kosmiki radionukleidi. Ozraivanje ljudi od okoline, moe se podeliti n zraenje iz tla i zraenje iz zidova. Zraenje iz tla zavisi od sastava tla. Radioaktivnost tla uglavnom potie od izotopa urana U-238, torijuma Th-232 i 238 kalijuma K-40. Specifina aktivnost tla je u podruju od oko 40 100-1000 Bq/kg, a godinje ekvivalentne doze su u podruju od priblino 0.1 do 1mSv. Zraenje iz zidova zavisi od korienog graevinskog materijala. Godinja ekvivalentna doza je manja od 1mSv, a mSv prosena vrednost doze u savremenim stambenim objektima je oko 0.7mSv. mSvJonizujua zraenja

Ozraivanje ljudi


Ozraivanje iz ljudskog tela je posledica radionukleida koji se nalaze u organizmu.Izvor Uranov niz (bez radona) Torijumov niz Rubidijum, Rb-87 Kalijum, K-40 Radon, Rn-222 Tricijum Berilijum, Be-7 Ugljenik, C-14 Natrijum, Na-22 Ukupno

mnogih

Srednja godinja ekvivalentna doza [mSv] 0.2 0.04 0.08 0.18 1 0.00001 0.023 0.0126 0.00020 1.515

Jonizujua zraenja

Ozraivanje ljudi


Najvei doprinos ukupnom ozraivanju imaju izotopi radona i kalijuma. Ti izotopi su glavni unutranji ozraivai ljudskog kalijuma tela jer se neprestano unose u organizam. Radon je radioaktivni gas koji se nalazi u vazduhu i vodi. vreme poluraspada je 3.8 dana i njegovi potomci su takoe radioaktivni. Najvei izvori radona su zemljite, graevinski materijal i voda. Srednja vrednost koncentracije aktivnosti radona a otvorenom prostoru je oko 15Bq/m3, u prostorijama oko 40 Bq/m3 a u tekuoj vodi 4-50 Bq/m3. Kalijum je dugoivei radionukleid sa vremenom poluraspada od 1.2*1012 godina. Spoljanje ozraivanje je oko 0.12mSV, a unutranje oko 0.18mSv u godini dana.Jonizujua zraenja

Ozraivanje ljudi


Ozraivanje kosmikim zraenjem na srednjim geografskim irinama je proseno oko 0.3mSv za godinu dana. Ukupna ekvivalentna doza kosmikog zraenja je priblino jednaka ekvivalentnoj dozi od kalijuma ili est do sedam puta manja od ozraivanja radonom. Porastom visine brzina doze kosmikog zraenja raste. Npr. kod leta aviona na visini oko 10 km brzina doze je oko sto puta vea nego na tlu. Vetako ozraivanje moe biti od:vetakih izvora kod kojih se zraenje namerno proizvodi kao to su rendgenski ureaji ili radiaktivni izotopi ureaja kojima je zraenje sporedni proizvod kao nuklearne elektrane radioaktivne materije koncentrisane ili raznesene po okolini radioaktivnog otpada Jonizujua zraenja

Granice izlaganja


Nedostatak nacionalne regulative. Primer hrvatski pravilnik iz 2006. godine. Pojedinani stanovnik ne sme u jednoj godini primiti efektivnu dozu veu od 1mSv. U posebnim okolnostima ta doza moe biti i do 5mSv u toku godine, s tim da prosena doza u toku pet godine ne bude vea od 1mSv. Ekvivalentna doza za oi ne sme biti vea od 15mSv u jednoj godini, a za kou ne sme biti vea od 50mSv u toku godine. Radnici koji su u kontaktu sa jonizujuim zraenjem ne smeju u periodu od pet uzastopnih godina primiti efektivnu dozu veu od 100mSv, s tim to da ni u jednoj godini doza mSv ne bude vea od 50mSv. Ekvivalentna doza za oi ne sme mSv biti vea od 150mSv u jednoj godini, a za podlaktice, ake, stopala ili kou ne sme biti vea od 500mSv u toku godine.Jonizujua zraenja

Granice izlaganja


Osobe u razdoblju od 16 do 18 godina, koje se osposobljavaju za rad sa izvorima jonizujueg zraenja tokom obrazovanja ili osposobljavanja ne smeju primiti efektivnu dozu veu od 6mSv u toku godine. Ekvivalentna doza za oi ne sme biti vea od 50mSv u jednoj godini, a za podlaktice, ake, stopala ili kou ne sme biti vea od 150mSv u toku godine.

Jonizujua zraenja

Merenje jonizujueg zraenja


Ureaji koji se koriste za merenje integralnog efekta jonizujueg zraenja nazivaju se dozimetri. dozimetri Prema ptrincipu rada mogu se podeliti na:dozimetri koji rade na principu jonizacije gasa, pod dejstvom X, alfa, beta, gama i drugih zraka gasni dozimetri; dozimetri dozimetri koji rade na principu foto-emulzije zacrnjenja radiografskog filma koji je izloe zraenju luminiscentni dozimetri, kod kojih je iskoriena pojava svetlucanja nekih kristala ako na njih padnu jonizujui zraci.

Gasni dozimetri se dele na: Jonizacione komore; komore Proporcionalne brojae Gajger-Milerove brojae

Jonizujua zraenja

Zatita od jonizujueg zraenja


Zatita od direktnog zraenja sprovodi se nizom mera i postupaka kojima se smanjuje doza zraenja na to manju meru a svakako ispod vrednosti doputenih doza. Svi postupci se zasnivaju na sledeim principima: koritenje to slabijih izvora i uih snopova zraenja, poveanje udaljenosti i smanjenje trajanja zraenja, stavljanje apsorbera na put zraenja, i lina zatitna sredstva. Apsorberi su tela koja se stavljaju na put zraenju u cilju smanjenja ili potpunog apsorbovanja zraenja. Apsorberi mogu biti za: korpuskularno (estino) zraenje i elektromagnetno (kvantno) zraenje.

Jonizujua zraenja



Korpuskularno zraenje se potpuno apsorbuje ako je debljina apsorbera dovoljna u odnosu na domet estica u materiji apsorbera. Kod EM zraenja, dolazi do delimine apsorpcije. Zbog toga se za debljinu apsorbera uzima ona debljina koja je dovoljna da tok zraenja nakon prolaska kroz apsorber rezultira dozom manjom od graninih maksimalno doputenih vrednosti. Najee su debljine apsorpbera nekoliko puta vee od poludebljine apsorpcije d1/2 ona debljina materije kod koje je izlazni tok zraenja dva puta manji od ulaznog toka:

d1 / 2 =

ln 2

[m]Jonizujua zraenja

[m-1] - je linearni koeficijent slabljenja zraenja.



Prolaskom zraenja kroz sloj materije debljine n*d1/2 tok zraenja se smanjuje 2n puta. Korienjem podataka o debljini poluapsorpcije najee korienih materijala kao apsorbera mogue je za izvor odrediti potrebnu debljinu apsorpbera da bi se doza smanjila za odreeni faktor:

d1 / 2 Dul [m] log l= ln 2 log e Dizlgde je: l potrebna debljina apsorbera, Dul - doza zraenja bez apsorbera, a Dizl - doza kada se koristi apsorber.

Jonizujua zraenja

Zatita od jonizujueg zraenjaIZOTOP Kobalt 60 Jod 131 Cezijum -137 Iridijum 192 Radijum -226 1.2 0.2 0.8 0.3 1.0 OLOVO


poludebljina apsorpcije (cm) BETON 11.5 1.8 7.0 2.9 8.9 GVOE 6.0 0.7 2.7 1.5 3.6

Lina zatitna sredstva.

Jonizujua zraenja

Jonizujuca zracenja Dc

Documents

Transcript of Jonizujuca zracenja Dc