Meтоды и средства оценки радиационного фона Красногвардейского района Санкт-Петербурга
|
Введение 3
Глава I Общая характеристика ионизирующих излучений 6
1.1 Виды ионизирующих излучений 6
1.2. Единицы измерения ионизирующих излучений 8
1.3 Особенности воздействия радиации на человека 10
Глава II Источники ионизирующих излучений 18
2.1 Природные источники ионизирующих излучений 18
2.2 Космическая радиация 20
2.3.1. Аварии на радиационных опасных объектах 21
2.4. Потребительские товары, содержащие радионуклиды 23
Глава III Требования к обеспечению радиационной безопасности населения 25
3.1 Основные принципы обеспечения радиационной безопасности 25
3.2 Контроль техногенного облучения населения 27
3.3 Допустимые уровни излучений на объектах строительства 30
3.4. Требования к качеству питьевой воды 32
3.5 Требования к качеству продуктов питания 33
Глава IV Технические средства контроля радиационной обстановки (ТСКРО) 37
4.1 Приборы радиационного контроля 38
Глава V Анализ пространственно-временного распределения радиационного фона микрорайона. 44
5.1 Описание района исследований и методика измерений 44
5.2 Методы получения изолиний разными способами интерполяции в пакете «Surfer 9» 45
5.3 Анализ результатов измерения у-излучения дозиметром «Мастер-1» 48
5.4 Анализ результатов измерения P-излучения дозиметром-радиометром ИРД-02Б1 53
Заключение 59
Приложения
Глава I Общая характеристика ионизирующих излучений 6
1.1 Виды ионизирующих излучений 6
1.2. Единицы измерения ионизирующих излучений 8
1.3 Особенности воздействия радиации на человека 10
Глава II Источники ионизирующих излучений 18
2.1 Природные источники ионизирующих излучений 18
2.2 Космическая радиация 20
2.3.1. Аварии на радиационных опасных объектах 21
2.4. Потребительские товары, содержащие радионуклиды 23
Глава III Требования к обеспечению радиационной безопасности населения 25
3.1 Основные принципы обеспечения радиационной безопасности 25
3.2 Контроль техногенного облучения населения 27
3.3 Допустимые уровни излучений на объектах строительства 30
3.4. Требования к качеству питьевой воды 32
3.5 Требования к качеству продуктов питания 33
Глава IV Технические средства контроля радиационной обстановки (ТСКРО) 37
4.1 Приборы радиационного контроля 38
Глава V Анализ пространственно-временного распределения радиационного фона микрорайона. 44
5.1 Описание района исследований и методика измерений 44
5.2 Методы получения изолиний разными способами интерполяции в пакете «Surfer 9» 45
5.3 Анализ результатов измерения у-излучения дозиметром «Мастер-1» 48
5.4 Анализ результатов измерения P-излучения дозиметром-радиометром ИРД-02Б1 53
Заключение 59
Приложения
Фоновое излучение нас окружает везде, и оно повсеместно встречается в нашей жизни. Источником данного явления значатся многие факты такие как: космическое излучение и земная радиоактивность в почве, строительные материал, в воздухе, воде, пищевых продуктах и организме человека. Каждый из нас подтверждены воздействию ионизирующей радиации из природных источников на протяжении всей нашей жизни. Данное излучение называется естественным радиационным фоном. Фоновое излучение постоянно присутствует в природной среде Земли, которая излучается естественными и искусственными источниками. Широкое распространение в среде Земли имеет естественная радиоактивность, которая существует в почве, растениях.
Атмосфера Земли составляет в целом тонкий газообразный конверт, который окружает твердые и жидкие поверхности земли, состоит в основном из молекулярного азота и кислорода. Чистый сухой воздух содержит около 78% азота, 21% кислорода, 1% аргона и 0,33% углекислого газа. Кроме того, земная атмосфера содержит водяной пар и твердые частицы (аэрозоли), такие как капли воды, пыль, льда и копоти, которые сильно различаются [1]. Практически состав атмосферы изменяется в зависимости от географического положения, высоты и времени года.
Имеющий наибольшее значение источник природного фонового излучения представляет из себя радиоактивные элементы в земной коре, являющиеся выделением радиоактивного газа от Земли, космических лучей из вселенной, которые бомбардируют нашу планету, а также определенное количество радиоактивности в организме. Влияние излучения в основном происходит от естественного радиационного фона (85%). Оценка гамма доз облучения от природных источников обладает особенным значением, в частности, естественное излучение считается особо значимым источником наружного облучения в интересах населения во всем мире [2].
Организмы на протяжении (всей жизни человечества) всей истории жизни человечества на Земле постоянно подвергаются воздействию излучений от радионуклидов. В следствии чего, результат космических лучей в атмосфере и излучениях, которые встречаются в природе веществ пространственное распределены во все живые и неживые составляющие биосферы. [3]
Человек подвергается влиянию ионизирующего излучения, испускаемого самопроизвольно сталкивающимися в природе атомами. Три вида излучений, а непосредственно, альфа, бета и гамма, которые излучается разными радиоактивными веществами, которые различаются по собственной энергии и проникающей способности. Развитие ядерной энергетики создал иные источники воздействия, такие как осадки от испытаний оружия, радиоактивные выбросы от действия ядерных реакторов и аварий, влияние радиоактивных отходов, промышленное, медицинское и сельскохозяйственное эксплуатация радиоизотопов. Тем не менее, главный вклад в среднегодовое фоновое излучение вносится из естественных источников. Все воздействия, за исключением тех, который от прямого космического излучения, производятся радиоактивностью от естественных радионуклидов, присутствующих в окружающей сфере. Преобладающие наземные эффекты ионизирующего испускания, которые мы рассматриваем, наиболее существенное влияние носит косвенный характер - ионизация атмосферы, приводящая к истощению озоновой оболочки в стратосфере. Данное истощение приводит к биологическому дефекту из-за солнечного УФ-излучения (в частности, повышенной угрозой заболеванием раком, а также дефекты при рождении) [2].
Целью данной дипломной работы является в установлении зависимости сезонных изменений атмосферного бета и гамма фонового излучения на выделенном районе г. Санкт-Петербурга при снежном покрове и без него. Для решения поставленных целей исследования, необходимо решить некоторые задачи:
- Проанализировать литературные источники по проблеме фонового излучения в Санкт-Петербурге;
- Технические средства контроля радиационной обстановки;
- Выявление зависимостей 0- и у-фон от метеорологических величин;
- Статистическая обработка экспериментальных данных и анализ результатов.
Необходимо отметить, что расположение Санкт-Петербурга в зоне контакта Русской платформы и Балтийского щита, кристаллические породы которых содержат радиоактивные элементы, в том числе и уран. Кроме того, Санкт-Петербург — город, где зарождалась отечественная радиохимия и велись различные работы с радиоактивными элементами, при этом до 1960-ого года бесконтрольно, а также на территории Ленинградской области располагаются АЭС и теплоэлектростанции. В связи с этим актуальность данной работы заключается в том, что необходимо систематически проводить сбор данных и профилактические меры во избежание выделения большого числа радиоактивных веществ, а также паники среди населения, которые могут приводить к летальным последствиям.
Атмосфера Земли составляет в целом тонкий газообразный конверт, который окружает твердые и жидкие поверхности земли, состоит в основном из молекулярного азота и кислорода. Чистый сухой воздух содержит около 78% азота, 21% кислорода, 1% аргона и 0,33% углекислого газа. Кроме того, земная атмосфера содержит водяной пар и твердые частицы (аэрозоли), такие как капли воды, пыль, льда и копоти, которые сильно различаются [1]. Практически состав атмосферы изменяется в зависимости от географического положения, высоты и времени года.
Имеющий наибольшее значение источник природного фонового излучения представляет из себя радиоактивные элементы в земной коре, являющиеся выделением радиоактивного газа от Земли, космических лучей из вселенной, которые бомбардируют нашу планету, а также определенное количество радиоактивности в организме. Влияние излучения в основном происходит от естественного радиационного фона (85%). Оценка гамма доз облучения от природных источников обладает особенным значением, в частности, естественное излучение считается особо значимым источником наружного облучения в интересах населения во всем мире [2].
Организмы на протяжении (всей жизни человечества) всей истории жизни человечества на Земле постоянно подвергаются воздействию излучений от радионуклидов. В следствии чего, результат космических лучей в атмосфере и излучениях, которые встречаются в природе веществ пространственное распределены во все живые и неживые составляющие биосферы. [3]
Человек подвергается влиянию ионизирующего излучения, испускаемого самопроизвольно сталкивающимися в природе атомами. Три вида излучений, а непосредственно, альфа, бета и гамма, которые излучается разными радиоактивными веществами, которые различаются по собственной энергии и проникающей способности. Развитие ядерной энергетики создал иные источники воздействия, такие как осадки от испытаний оружия, радиоактивные выбросы от действия ядерных реакторов и аварий, влияние радиоактивных отходов, промышленное, медицинское и сельскохозяйственное эксплуатация радиоизотопов. Тем не менее, главный вклад в среднегодовое фоновое излучение вносится из естественных источников. Все воздействия, за исключением тех, который от прямого космического излучения, производятся радиоактивностью от естественных радионуклидов, присутствующих в окружающей сфере. Преобладающие наземные эффекты ионизирующего испускания, которые мы рассматриваем, наиболее существенное влияние носит косвенный характер - ионизация атмосферы, приводящая к истощению озоновой оболочки в стратосфере. Данное истощение приводит к биологическому дефекту из-за солнечного УФ-излучения (в частности, повышенной угрозой заболеванием раком, а также дефекты при рождении) [2].
Целью данной дипломной работы является в установлении зависимости сезонных изменений атмосферного бета и гамма фонового излучения на выделенном районе г. Санкт-Петербурга при снежном покрове и без него. Для решения поставленных целей исследования, необходимо решить некоторые задачи:
- Проанализировать литературные источники по проблеме фонового излучения в Санкт-Петербурге;
- Технические средства контроля радиационной обстановки;
- Выявление зависимостей 0- и у-фон от метеорологических величин;
- Статистическая обработка экспериментальных данных и анализ результатов.
Необходимо отметить, что расположение Санкт-Петербурга в зоне контакта Русской платформы и Балтийского щита, кристаллические породы которых содержат радиоактивные элементы, в том числе и уран. Кроме того, Санкт-Петербург — город, где зарождалась отечественная радиохимия и велись различные работы с радиоактивными элементами, при этом до 1960-ого года бесконтрольно, а также на территории Ленинградской области располагаются АЭС и теплоэлектростанции. В связи с этим актуальность данной работы заключается в том, что необходимо систематически проводить сбор данных и профилактические меры во избежание выделения большого числа радиоактивных веществ, а также паники среди населения, которые могут приводить к летальным последствиям.
В завершение хотелось бы отметить, собственно программный пакет «Surfer 9» представляет собой технически разнообразным и многофункциональным инструментом для интерполяции, а также визуализации данных. Таким образом, полученные картированием, крайне наглядны равно как для изыскателя, так и для обычного человека, так как могут посодействовать населению в оперативном предотвращении результатов отрицательного влияния радиации на организм человека.
Последующее изучение радиационного фона и окружающей среды, но и усовершенствование аппаратурных измерений и самих устройств, сможет помочь получать наиболее обширные сведения об радиационной ситуации на любой территории. Следует отметить то, что радиационная защищенность играет важную роль в архитектуре и ее планирования. При выборе стройматериалов и подборе места сооружения строители уделяют огромное внимание радиационную защищенность.
В результате исследования были выполнены все поставленные цели и задачи. В ходе работы в Красногвардейском районе было измерено у- излучение с помощью дозиметра «Мастер-1», ИРД-02Б1 и в-излучение с помощью дозиметра-радиометра ИРД-02Б1 23.03.2021 г. со снежным покровом и 11.04.2021 г. без снежного покрова. По измеренным значениям были построены гистограммы и поля радиационного фона с помощью программного пакета «Surfer 9».
В заключение проделанной работы можно сформулировать следующие выводы, что в Красногвардейском районе уровень радиационного фона приемлем и это подтверждает анализ карт и гистограмм. Сравнивая измерения при двух видов покрова можно сделать вывод, что снег уменьшает уровень радиационного фона приблизительно на 10%.
При выполнении дипломной работы были получены следующие результаты:
1) Исследованы главные виды радиации, источниками, действия на человеческий организм, а также предельно допустимые дозы.
2) Изучены приборы, которые измеряют радиационный фон, а так же приборы использованные в данной работе
3) Изучены способности программного пакета «Surfer 9» с целью обрабатывания и представления итогов замеров.
4) Были проведены натурные измерения радиационного фона в Красногвардейский район г. Санкт-Петербурга с использованием Дозиметра «Master-1» и дозиметра-радиометра ИРД-02Б1. Для географической привязки координат использовался навигатор. Измерения проводились 23.03.2021.
5) Был разработан алгоритм картирования радиационного фона с помощью пакета «Surfer 9».
6) Проведена интерполяция измеренных данных методом Кригинга (Kriging), так как он считается самым оптимальным для данного типа измерений при картировании.
7) Представлена анализ радиационного фона исследуемой части Красногвардейского района, обнаружены и аргументированы максимумы значений с использованием программно-аппаратурных средств.
Последующее изучение радиационного фона и окружающей среды, но и усовершенствование аппаратурных измерений и самих устройств, сможет помочь получать наиболее обширные сведения об радиационной ситуации на любой территории. Следует отметить то, что радиационная защищенность играет важную роль в архитектуре и ее планирования. При выборе стройматериалов и подборе места сооружения строители уделяют огромное внимание радиационную защищенность.
В результате исследования были выполнены все поставленные цели и задачи. В ходе работы в Красногвардейском районе было измерено у- излучение с помощью дозиметра «Мастер-1», ИРД-02Б1 и в-излучение с помощью дозиметра-радиометра ИРД-02Б1 23.03.2021 г. со снежным покровом и 11.04.2021 г. без снежного покрова. По измеренным значениям были построены гистограммы и поля радиационного фона с помощью программного пакета «Surfer 9».
В заключение проделанной работы можно сформулировать следующие выводы, что в Красногвардейском районе уровень радиационного фона приемлем и это подтверждает анализ карт и гистограмм. Сравнивая измерения при двух видов покрова можно сделать вывод, что снег уменьшает уровень радиационного фона приблизительно на 10%.
При выполнении дипломной работы были получены следующие результаты:
1) Исследованы главные виды радиации, источниками, действия на человеческий организм, а также предельно допустимые дозы.
2) Изучены приборы, которые измеряют радиационный фон, а так же приборы использованные в данной работе
3) Изучены способности программного пакета «Surfer 9» с целью обрабатывания и представления итогов замеров.
4) Были проведены натурные измерения радиационного фона в Красногвардейский район г. Санкт-Петербурга с использованием Дозиметра «Master-1» и дозиметра-радиометра ИРД-02Б1. Для географической привязки координат использовался навигатор. Измерения проводились 23.03.2021.
5) Был разработан алгоритм картирования радиационного фона с помощью пакета «Surfer 9».
6) Проведена интерполяция измеренных данных методом Кригинга (Kriging), так как он считается самым оптимальным для данного типа измерений при картировании.
7) Представлена анализ радиационного фона исследуемой части Красногвардейского района, обнаружены и аргументированы максимумы значений с использованием программно-аппаратурных средств.