Номер 5, страница 248 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 5. Элементы квантовой физики. Параграф 63. Действия радиоактивных излучений и их применение - номер 5, страница 248.

Условие.

5. Каковы меры защиты от радиоактивного излучения?

Решение.

Защита от радиоактивного (ионизирующего) излучения основывается на фундаментальных принципах и комплексе организационно-технических мер, направленных на обеспечение радиационной безопасности человека. Основная цель — снизить дозу облучения до приемлемого уровня, следуя принципу ALARA (As Low As Reasonably Achievable — настолько низко, насколько это разумно достижимо). Существует три основных принципа защиты и ряд дополнительных мер.

Защита временем

Этот принцип заключается в максимальном сокращении времени пребывания в поле ионизирующего излучения. Получаемая доза прямо пропорциональна времени облучения. Чем меньше время нахождения рядом с источником радиации, тем меньшая доза будет получена. На практике это означает строгое планирование работ, проведение операций в минимально возможные сроки и ограничение времени нахождения персонала в зонах с высоким уровнем радиации.

Защита расстоянием

Интенсивность излучения от точечного источника ослабевает обратно пропорционально квадрату расстояния от него. Это означает, что при увеличении расстояния от источника в 2 раза, мощность дозы уменьшится в 4 раза, а при увеличении в 10 раз — в 100 раз. Поэтому одним из самых эффективных способов защиты является максимальное удаление от источника излучения. Для этого используются дистанционные инструменты, манипуляторы и автоматизированные системы.

Защита экранированием

Этот метод предполагает использование защитных барьеров (экранов) из материалов, поглощающих или ослабляющих ионизирующее излучение. Выбор материала и его толщина критически зависят от вида и энергии излучения:

Альфа-излучение ($\alpha$-излучение): Состоит из тяжелых положительно заряженных альфа-частиц. Обладает низкой проникающей способностью. Задерживается листом бумаги, одеждой или внешним слоем кожи (эпидермисом). Представляет серьезную опасность только при попадании радиоактивного вещества внутрь организма через органы дыхания, пищеварения или раневые поверхности.

Бета-излучение ($\beta$-излучение): Является потоком электронов или позитронов. Имеет большую проникающую способность, чем альфа-излучение. Для защиты от него используются материалы с низким атомным номером, такие как оргстекло (плексиглас), алюминий, пластик толщиной в несколько миллиметров. Применение материалов с высоким атомным номером (например, свинца) нежелательно, так как при торможении бета-частиц в них возникает вторичное, более проникающее тормозное рентгеновское излучение.

Гамма-излучение ($\gamma$-излучение) и рентгеновское излучение: Это высокопроникающее электромагнитное излучение. Для защиты от него требуются плотные материалы с высоким атомным номером. Наиболее распространены свинец, сталь, бетон, вольфрам, баритовая штукатурка. Толщина экрана подбирается в зависимости от энергии излучения и необходимой кратности ослабления.

Нейтронное излучение: Это поток нейтронов, не имеющих заряда, что обуславливает их высокую проникающую способность. Защита от нейтронов многоступенчатая: сначала быстрые нейтроны замедляют с помощью материалов, богатых легкими ядрами (водородом), таких как вода, парафин, полиэтилен. Затем замедленные (тепловые) нейтроны поглощаются материалами с высоким сечением захвата, например, бором или кадмием. Часто используют композитные материалы, например, борированный полиэтилен или специальные составы бетона.

Помимо этих трех основных принципов, применяются и другие важные меры:

Герметизация источников: Исключение контакта радиоактивных веществ с окружающей средой и предотвращение их распространения. Работа с открытыми источниками проводится в вытяжных шкафах и герметичных боксах.

Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ): Применение специальной одежды, перчаток, обуви для защиты от радиоактивного загрязнения кожных покровов, а также респираторов и противогазов для защиты органов дыхания.

Радиационный контроль: Постоянный мониторинг мощности дозы на рабочих местах, контроль загрязненности поверхностей, воздуха, а также индивидуальный дозиметрический контроль персонала для учета полученных доз.

Соблюдение правил личной гигиены: Запрет на прием пищи, питье и курение в зонах работы с радиоактивными веществами, обязательное мытье рук и тела, а также дезактивация (удаление загрязнений) после работы.

Ответ: Основными мерами защиты от радиоактивного излучения являются: 1) сокращение времени пребывания у источника (защита временем); 2) увеличение расстояния до источника (защита расстоянием); 3) использование поглощающих материалов между источником и человеком (защита экранированием). Эффективность экранирования зависит от типа излучения (альфа, бета, гамма, нейтронное) и правильно подобранного материала (бумага, алюминий, свинец, вода, бетон и др.). Дополнительные меры включают герметизацию источников, использование средств индивидуальной защиты, постоянный радиационный контроль и соблюдение правил личной гигиены.