Физические основы радиационной безопасности: Рабочая программа дисциплины

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОФИЗИКИ

Одобрена на заседании кафедры биофизики Зав. кафедрой биофизики, В.А. Кратасюк __________ «___»________________2002 г.

Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специальности 010400 «Физика» специализации 0104015 «Физическая экология»

УДК 577.3.001.57 Автор-составитель: А.И. Григорьев

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Рабочая программа дисциплины

Физические основы радиационной безопасности: Рабоч. программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002. - 8 с. (экспресс-издание).

для специальности 010400 «Физика» специализации 010432 «Физическая экология» очной формы обучения

Предназначена для специальности 010400 «Физика» специализации 010432 «Физическая экология» очной формы обучения

 КрасГУ, 2002

Красноярск 2002

2

I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ Цель курса – обучение студентов физическим основам радиационной безопасности. Задачи курса – сформировать у студентов прочные знания и умение применять их в дальнейшей практической работе, направленной на минимизацию радиационного воздействия естественных и техногенных источников ионизирующего излучения на окружающую среду и человека и обеспечение радиационной безопасности населения. Требования к уровню освоения содержания курса – дипломированный специалист в области физической экологии должен иметь системные представления о радиоактивности, об источниках и природе ионизирующих излучений, физических аспектах взаимодействия излучения с веществом, принципах и методах разработки и функционирования радиационной защиты, требованиях нормативных документов в области радиационной безопасности, организации работы по обеспечению радиационной безопасности населения и среды обитания человека. II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

излучение, природные радионуклиды в почве и в других объектах окружающей среды. Радиоактивные семейства. Основные факторы, определяющие вредное воздействие природных источников ионизирующего излучения на человека. Способы ослабления влияния естественных радиационных факторов. Антропогенные и техногенно измененные источники радиации. Атомная энергетика, изготовление и испытания ядерного оружия, ядерно-физические методы в науке и промышленности, медицинская диагностика – как источники ионизирующих излучений. Вклад различных источников в суммарную дозу облучения населения. Тема 4. Характеристики поля излучения и основные дозовые единицы Флюенс ионизирующих частиц, флюенс энергии. Ионизационные эффекты в средах. Экспозиционная доза, мощность дозы. Понятие о гамма- и кермапостоянных, связь экспозиционной дозы с активностью радионуклида. Воздействие излучения на среду, поглощенная доза. Эквивалентная доза, ее связь с линейной плотностью ионизации. Эффективная доза, способы расчета дозовых нагрузок в случаях неравномерного облучения организма. Связь всех дозовых характеристик в единой картине воздействия поля излучения на среду и живой организм.

Тема 1. Ионизирующие излучения и человек Понятие об ионизирующих излучениях. Физические аспекты воздействия ионизирующих излучений на среду обитания и живые организмы. Роль ионизирующих излучений в формировании сегодняшней гео- и биоструктуры Земли. Основные гипотезы о характере влияния ионизирующих излучений на живые организмы (пороговая и линейная). Понятие о гормезисе. Тема 2. Основные сведения об ионизирующих излучениях Явление радиоактивности, его открытие и современное понимание. Радиоактивный распад и его законы. Схемы распада радионуклидов. Количественные характеристики радиоактивности. Связь между активностью радионуклида и его массой. Открытие ионизирующих излучений, исследования их природы и взаимодействия с окружающей средой и живыми организмами. Виды ионизирующих излучений и их физические характеристики. Тема 3. Источники ионизирующих излучений и способы ослабления их влияния Естественные

источники

ионизирующих 3

излучений.

Космическое

Тема 5. Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом Закон ослабления излучения в веществе. Понятие о микроскопических и макроскопических сечениях взаимодействия. Величина свободного пробега, слой половинного ослабления. Взаимодействие заряженных частиц с веществом. Упругие и неупругие взаимодействия, ионизационные и радиационные потери, формула Бете-Блоха. Взаимодействие фотонов с веществом. Фотоэффект, комптоновское рассеяние, образование электронно-позитронных пар, вторичное фотонное излучение. Взаимодействие нейтронов с веществом. Упругое и неупругое рассеяние нейтронов, поглощение нейтронов, резонансный характер взаимодействия. Понятие о нейтронной активации. Тема 6. Основные принципы защиты от ионизирующих излучений Основные принципы обеспечения радиационной безопасности при работе с источниками ионизирующих излучений. Защита «количеством, временем, расстоянием, экранами». Классификация защиты по назначению, типу, 4

компоновке, форме и геометрии. Понятие о геометрии «узкого и широкого пучка». Фактор накопления и его зависимость от физических характеристик излучения и среды. Понятие об интегро-дифференциальном уравнении баланса (кинетическое уравнение переноса частиц – уравнение Больцмана). Обзор методов решения уравнения Больцмана. Методы расчета защиты от излучений различных видов. Основы радиационной защиты при работе с закрытыми и открытыми радионуклидными источниками, техногенными генерирующими источниками. Организация работ с источниками ионизирующих излучений. Тема 7. Принципы нормирования облучения человека Концептуальные основы нормирования уровней облучения человека. Концепция приемлемого риска. Принципы нормирования, обоснования и оптимизации – как основа обеспечения радиационной безопасности. Нормы радиационной безопасности. Гигиеническая регламентация облучения человека. Регламентируемые значения основных дозовых пределов. Требования к защите от профессионального облучения, ограничение облучения населения от природных и медицинских источников ионизирующего излучения. Тема 8. Правовые аспекты обеспечения радиационной безопасности Законодательная и нормативная база в области обеспечения радиационной безопасности. Федеральные Законы «О радиационной безопасности населения» и «Об использовании атомной энергии». Права, обязанности и ответственность государственных органов, юридических и физических лиц в сфере обеспечения радиационной безопасности. Основные нормативные документы федерального уровня – «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)» и «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)». Понятие о радиационно-гигиенической паспортизации и формах государственного статистического наблюдения. Роль и место органов государственного санитарно-эпидемиологического надзора и государственного атомного надзора в обеспечении радиационной безопасности населения III. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Текущий контроль осуществляется в форме: – проведения семинаров; – написания и обсуждения рефератов; – контрольных работ. Итоговый контроль – зачёты или устный экзамен. 5

IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА Список основной литературы 1. Гаврилин Ю.И., Горбатенко С.А., Маргулис У.Я. и др. Основы радиационной безопасности. – М.: ИздАт., 1993. 2. Гусев Н.Г., Климанов В.А., Машкович В.П., Суворов А.П. Защита от ионизирующих излучений. Т. I. Физические основы защиты от излучений. – М.: Энергоатомиздат, 1989. 3. Иванов В.И. Курс дозиметрии – М.: Энергоатомиздат. 1988. 4. Ильин Л.А., Кириллов В.Ф., Коренков И.П. Радиационная гигиена. – М.: Медицина, 1999. 5. Коваленко В.В., Холостова З.Г. Введение в прикладную радиогеоэкологию. – Красноярск: Наука, 1998. 6. Машкович В.П., Панченко А.М. Основы радиационной безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1990. Список дополнительной литературы 1. Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. – М.: Энергоиздат, 1993. 2. Гусаров И.И., Иванов С.И. О защитных эффектах действия малых доз ионизирующего излучения (Обзор литературы) – АНРИ № 4 (27) с. 8-17, М.: 2001. 3. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. – М.: 1989. 4. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. – М.: Энергоатомиздат, 1999. 5. Кузин А.М. Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли. – М.: Наука, 1991. 6. Машкович В.В. Защита от ионизирующих излучений. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1982. 7. Маргулис У.Я. Атомная энергия и радиационная безопасность. – М.: Энергоатомиздат, 1988. 8. Маргулис У.Я., Брегадзе Ю.И. Радиационная безопасность. Принципы и средства ее обеспечения. – М.: Эдиториал УРСС, 2000. 9. Перцев Л.А. Ионизирующее излучение биосферы. – М.: Атомиздат, 1973. – 292 с. 10. Радиация. Дозы, эффекты, риск. – М.: Мир, 1988. – 78 с. 11. Рихванов Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии. – Томск: Изд–во ТПУ, 1997. – 384 с. 12. Руководство по радиационной защите для инженеров: В 2 т. /Под ред. Д.Л. Бродера и др. – М.: Атомиздат, Т. I, 1972, Т. II, 1973. 13. Ядерная энциклопедия. – М.: Изд-во Благотворительного фонда Ярошинской, 1996

6

Физические основы радиационной безопасности Нормативные документы 1. ФЗ «Об использовании атомной энергии» от 21 ноября 1995 г. № 170-ФЗ. 2. ФЗ «О радиационной безопасности населения» от 9 ноября 1996 г. № 3-ФЗ. 3. ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ. 4. Нормы радиационной безопасности, НРБ-99: Гигиенические нормативы. – М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздра-ва России, 1999. – 116 с. 5. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99): 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. СП 2.6.1.799-99 – М.: Минздрав России, 2000. – 98 с.

Составитель: Александр Иванович Григорьев Редактор И.А. Вейсик Корректура автора

Подписано в печать 19.11.2002 Тиражируется на электронных носителях Заказ 179 Дата выхода 26.11.2002 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail: [email protected] Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail: [email protected]

7

8