Ноя 23

Радиационная обстановка в околоземном пространстве

Космическая радиация, разнообразная по составу и мощности, значительно возрастает за пределами земной атмосферы. В обычных условиях космическая радиация не представляет существенной опасности для людей, так как их защищают атмосфера и магнитное поле Земли. Однако космонавты, находящиеся в космическом корабле вне земной атмосферы, лишены этой мощной естественной защиты.

В природе, кроме световых, инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, существуют лучи и потоки частиц высоких энергий, которые образуются при распаде ядер. К ним относятся α-частицы, представляющие собой поток ядер гелия, β-частицы – поток электронов, ɣ-лучи – поток электромагнитных волн, протоны, нейтроны и др.

Энергию частиц измеряют в электрон-вольтах (эВ). Один эВ равен энергии, которую приобретает электрон, пройдя электрическое поле с разностью потенциалов в 1 В. Один эВ соответствует 1,6∙10-12
эрг.

Удельная ионизация α-частиц огромна. В воздухе на пути длиной 4 см частица создает в среднем около 30 000 пар ионов. Большая ионизирующая способность частиц приводит к тому, что длина их пробега (пробегом называется минимальная толщина среды, необходимая для полного поглощения ионизирующей частицы) даже в воздухе не превышает обычно 10 см. Они полностью поглощаются одеждой человека; даже лист бумаги является для них непреодолимой преградой. Длина пробега β-частицы в веществе зависит от ее энергии. Хотя проникающая способность β-частиц во много раз больше, чем α-частиц, но она также невелика. Поток β-частиц значительно ослабляется одеждой человека.

Проникающая способность ɣ-лучей неизмеримо больше, чем β- и особенно α-частиц. Слой алюминия толщиной 8 см ослабляет пучок ɣ-лучей (с энергией 1 МэВ) всего в 4 раза.

Чем больше энергия частицы, тем больше ее пробег в среде, в которой она действует, и, следовательно, тем больше степень ионизации. Величина, характеризующая ионизирующую способность рентгеновских и ɣ-лучей в воздухе, называется дозой излучения. Ее измеряют в рентгенах (Р). Один рентген – это доза гамма-излучения, при которой в 1 см3 сухого воздуха при температуре 0° и нормальном давлении образуется 2,1 миллиона пар ионов. Наиболее удобной характеристикой излучения, определяющей степень его воздействия, является поглощенная энергия излучения. На VII Международном конгрессе радиологов (Копенгаген, 1953 г.) поглощенную энергию любого вида излучения в 1 гс вещества было рекомендовано называть поглощенной дозой, а единицу поглощенной дозы – рад.

Рад – единица поглощенной дозы, при которой количество поглощенной энергии 1 гс вещества равно 100 эрг независимо от вида и энергии ионизирующей радиации. Производными единицами являются миллирад и микрорад: 1 мрад = 10-3 рад = 0,1 эрг/гс; 1 мкрад = 10-6 рад = 0,0001 эрг/гс.

Доза, накапливаемая за единицу времени, называется мощностью дозы.

Чтобы учесть различное биологическое действие разных видов излучений при равной поглощенной дозе, введено понятие коэффициента относительной биологической эффективности (ОБЭ). Единицей поглощенной дозы излучения с учетом ОБЭ является биологический эквивалент рада (бэр). За один бэр принимается такая поглощенная дюза любого вида ионизирующих излучений, которая вызывает такой же биологический эффект, что и 1 рад рентгеновских или ɣ-лучей.

Таким образом, дозы, создаваемые различными видами радиации и выраженные одинаковым числом бэров, вызывают одинаковые биологические эффекты [5].

Между поглощенной дозой, выраженной в радах, и биологической дозой, выраженной в бэрах, существует следующая зависимость:

Дбэр = Драд∙ОБЭ.

Коэффициент ОБЭ определяется не однозначно и зависит от многих факторов. На основании рекомендаций Международной комиссии по радиологической защите приняты такие значения ОБЭ излучений:

рентгеновские и ɣ-лучи …………………………………………    1

β-частицы и электроны …………………………………………    1

α-частицы и протоны ……………………………………………    10

быстрые нейтроны ………………………………………………    10

Таким образом, для β-частиц и ɣ-лучей, для которых ОБЭ = 1, один бэр = 1 рад; для α-частиц и протонов 1 бэр = 10 рад.

За пределами атмосферы радиационная опасность обусловлена такими видами излучения, как первичное космическое излучение (ПКИ), излучение радиационных поясов Земли, излучение, связанное со вспышками на Солнце.

Первичные космические лучи представляют собой поток заряженных частиц, главным образом протонов, α-частиц и легких ядер, приходящих из мирового пространства с энергией от нескольких миллионов до нескольких тысяч миллиардов электрон-вольт.

Первичное космическое излучение является постоянно действующим фактором. Доза радиации, создаваемая этим излучением, составляет около 100–150 мбэр/сут. Мощность дозы ПКИ вблизи Земли в связи с экранирующим действием ее атмосферы примерно в 20 раз ниже, чем в межпланетном пространстве.

Похожие статьи:

  1. Биологическое действие ионизирующих излучений Общим характерным свойством для всех ионизирующих излучений является способность их...
  2. Излучение солнечных вспышек Излучение солнечных вспышек. Строение Солнца весьма сложно. Видимая на небесном...
  3. Физика ранней Вселенной За последние несколько лет между двумя: областями науки — физикой...

автор admin \\ теги: ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.