Номер 10, страница 250 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 50. Ионизирующее излучение и его биологическое действие. Вопросы - номер 10, страница 250.

Условие.

10. Расскажите о способах защиты от ионизирующих излучений.

Решение.

Защита от ионизирующих излучений основана на комплексе мер, направленных на максимальное снижение дозы облучения, получаемой человеком. Существует три основных принципа защиты: защита временем, защита расстоянием и защита экранированием.

1. Защита временем

Этот принцип основан на том, что поглощенная доза излучения прямо пропорциональна времени нахождения в поле излучения. Следовательно, для уменьшения дозы необходимо сократить до минимума время пребывания вблизи источника. На практике это достигается за счет тщательного планирования работ, предварительных тренировок на макетах, использования автоматизации и повышения эффективности выполняемых операций.

Ответ: Чем меньше время нахождения вблизи источника, тем меньше полученная доза облучения.

2. Защита расстоянием

Интенсивность излучения от точечного источника ослабевает с увеличением расстояния от него. Это описывается законом обратных квадратов: мощность дозы излучения $\text{P}$ обратно пропорциональна квадрату расстояния $\text{r}$ до источника ($P \sim \frac{1}{r^2}$). Таким образом, даже небольшое увеличение расстояния может значительно снизить уровень облучения. Например, при увеличении расстояния в 2 раза мощность дозы уменьшится в 4 раза. Этот принцип реализуется использованием дистанционных инструментов, манипуляторов, робототехники и соблюдением безопасной дистанции.

Ответ: Увеличение расстояния от источника является высокоэффективным способом снижения дозы, так как интенсивность излучения убывает пропорционально квадрату расстояния.

3. Защита экранированием

Этот метод заключается в размещении между источником излучения и человеком защитного барьера (экрана) из материала, который поглощает или ослабляет ионизирующее излучение. Выбор материала и толщины экрана зависит от вида и энергии излучения.

Защита от альфа-излучения (α-частиц): Альфа-частицы обладают низкой проникающей способностью, их может остановить лист бумаги или даже верхний слой кожи. Основную опасность они представляют при попадании внутрь организма (с воздухом, пищей, через раны). Защита заключается в предотвращении контакта и попадания радиоактивных веществ внутрь, например, с помощью герметизации оборудования и средств защиты органов дыхания.

Защита от бета-излучения (β-частиц): Бета-частицы (электроны) имеют большую проникающую способность, чем альфа-частицы. Для их поглощения используют экраны из легких материалов, таких как алюминий, плексиглас (оргстекло) или пластик толщиной в несколько миллиметров. Использование материалов с низким атомным номером предпочтительнее, так как это минимизирует возникновение вторичного тормозного рентгеновского излучения.

Защита от гамма- (γ) и рентгеновского излучения: Это электромагнитное излучение с высокой проникающей способностью. Для защиты от него требуются плотные материалы с высоким атомным номером. Наиболее распространенными материалами являются свинец, сталь, бетон, вольфрам. Эффективность экрана зависит от его толщины.

Защита от нейтронного излучения (n): Нейтроны не имеют заряда и легко проникают сквозь вещество. Защита от них многоступенчата: сначала быстрые нейтроны замедляют с помощью материалов, богатых водородом (вода, парафин, полиэтилен, бетон), а затем поглощают замедленные (тепловые) нейтроны материалами с высоким сечением поглощения, такими как бор, кадмий или литий.

Ответ: Использование поглощающих материалов (экранов) между источником и человеком позволяет значительно ослабить или полностью поглотить излучение; выбор материала и толщина экрана зависят от вида и энергии излучения.

4. Дополнительные организационно-технические меры

Помимо трех основных принципов, для обеспечения радиационной безопасности применяются и другие меры:

Средства индивидуальной защиты (СИЗ): просвинцованные фартуки, воротники, перчатки и очки для защиты от рентгеновского и гамма-излучения; респираторы и спецкостюмы для предотвращения попадания радиоактивных веществ внутрь организма.

Средства коллективной защиты: защитные боксы, вытяжные шкафы, герметичные контейнеры для хранения и транспортировки источников.

Дозиметрический контроль: постоянное измерение индивидуальных доз облучения персонала с помощью дозиметров, а также контроль мощности дозы на рабочих местах и в окружающей среде.

Организационные мероприятия: разработка и строгое соблюдение правил и инструкций по радиационной безопасности, допуск к работе с источниками только обученного персонала, ограничение доступа в зоны с высоким уровнем излучения, регулярное медицинское обследование работников.

Ответ: Комплексный подход, включающий применение СИЗ, дозиметрический контроль и строгие организационные правила, обеспечивает надежную защиту персонала и населения от вредного воздействия ионизирующих излучений.