Радиоктивті сәулеленуді ғылымда және техникада қолдану

Радиоактивті заттармен ластанған табиғи ортада радиациялық бақылау жұмыстарын арнайы жасақталған радиациялық қауіпсіздік қызметі немесе арнаулы тобы жүргізіледі,тіпті ондай мүмкіндіктер болмаған жағдайда,бақылау жұмысын атқаруға жауапты,арнайы дайындықтан өткен маман тағайындалады.Бұл топтың жұмыс ережесі санитарлы-эпидемиологиялық қызмет орындарымен келісіліп,кәсіпорын әкімшілігінің нұсқауымен беріледі.Бұл құжатта:орындаушылардың міндеттері мен құқықтары,қажетті дозиметрлік және радиометрлік аппаратуралар,жұмыстың орындалу мерзімі мен реті,сондай-ақ,бақылау нәтижелерін есепке алу және тіркеу тәртібі көрсетіледіБақылаудың барлық түрлерінен түскен мәліметтер 30 жылға дейін сақталады.

Жоңарыда атап өткеніміздей, радияциялық бақылау жұмыстары негізінен арнаулы физикалық құрал- аспаптарының көмегімен атқарылады. Радиактивті заттармен лвастанған аймақта өндіріс жүргізу үшін алдымен радияциялық хал-ахуалы тексерілді. Бұл тексерістің бірінші сатысы-төменгідей жолмен шешіледі;

1. 
   Жұмыс істейтін алқаптағы немесе алаңдағы, көлік пен арнаулы машиналардың кабиналарындағы гамма-сәулелену мөлшерін анықтау қажет;
   
2. 
   Жұмыс істейтін жерлердің саяқтарынан (су, топырақ, ауа және т.б) байқалым алу және оны талдау арқылы радионикулидтермен ластану тығыздығы анықталды;
   
3. 
   қолданылған құрал-саймандардың, пайдаланылған автакөлік пен машиналардың жұмысқа араласқан бөліктерін және киілген киімдердің ластану деңгейін анықтаумен бірге уытсыздандырушылық жұмыстар байқауға алынады.
   

1. 
   жеке тұлғаның нақты жұмыс істеген уақытын есепке алу керек, мұнда оның әрбір зонаға лайықты бақылаулы жұмыс мерзіміне сәйкетігі анықталды;
   
2. 
   дара тұлғаға арналған дозиметрдің көмегімен, оның бойындағы сырттай гамма сәуле түсу дозасы өлшенді;
   
3. 
   жұмыс арасында, ағзаға ішіне радиоактивті заттардың түспеуін қадағалау мақсатында экскременттердің және іштен шығарылатын ауаның радиоактивті тексеріледі. Кейде оны адамға арнайы дайындалған сәулелену есептегішінің көмегімен тексеріп отырады;
   
4. 
   Жеке тұлғаның тері қабатындағы ластану деңгейі де бақылауда болды. Өдеріңіз аңғарғандай, радиациялық бақылау жүргізу жұмыстарында дозиметрлік және радиометрлік әдістер кеңінен қолданылады. Бұл әдістермен радиоактивтіліктің қандай өлшем біріліктері анықталатын және практикалық істерге практикалық істерге қажетті кейбір есептерінің берілгенін оқу құралынан белгілі.
   

Антропогендік өзгерістер қалыптасқан ортада экологиялық мониторигінің атқарар негізгі міндеттері бар:

-антропогендік әсер көздеріне бақылау жасау;

-антропогендік әсер факторларына есеп жүргізу;

-антропогендік ықпалмен қалыптасқан табиғи ортаның күйін және сол ортада туындаған құбылыстарды бақылап отыру;

-табиғи ортаның физикалық күйіне баға беру;

-антропогендік факторлар ықпалынан қалыптасатын табиғи орта күйінің өзгерісіне болжам жасау және сол ортаның болжамды күйіне баға беру.

Мониторинг термині монитор деген латын сөзінен шыққан.Қазақша бақылаушы,алдын алушы деген мағынаны білдіреді.Кезінде мониторинг ұғымына әртүрлі анықтамалар берілген.Соның ішінде бүгінгі заман талабына сай келетіні-Ресей ғылымының академиясының академигі Ю.А.Израэльдің 1974 жылы ұсынған тәжірибесі.

Табиғи ортаның мониторингі деп антропогендік ықпалдар әсерінен биосфера күйінің немесе оның кейбір элементтерінің өзгеруін бақылайтын,бағалайтын немесе болжайтын кешенді жүйені айтады.

Сол жылы қабылданған ЮНЕСКО бағдарламасы да мониторинг деп кеңістікте және уақыт оралымына сай ұзақ мерзімдік тұрақты бақылау жүргізу жүйесін белгілеген болатын.Оның басты мақсаты-адамзаттың болашағы үшін аса қажет қоршаған орта күйін болжай білу мақсатында сол орта күйінің кешегісі мен бүгінгі жағдайы жайлы ақпарат беру.Нақтылай айтқанда,экологиялық мониторинг атқаратын міндеттерді былайша пайымдауға болады:

-қоршаған орта өзгерістерінің ағымды (күнделікті)есебін жүргізіп отыру және табиғи орта сапасының күйін бағалау;

-қорщаған орта өзгерістерін болжау әрі сол өзгерістердің келтірер экологиялық салдарын алдын-алу аңғару.

Мониторинг ұйымдастыруда ұстанар негізгі бағдарлардың бірі-табиғи орта саяқтарының радиоактивті заттармен ластануы жайлы жан-жақты ақпараттарды жинақтау,сақтау,өңдеу және сыртқа беру сияқты жұмыстарды орындайтын автоматтандырылған жүйелік жасау.Бұл ауқымды шараны осы салаға қатысы бар мекемелердің бірігуі нәтижесінде ғана жүзеге асыруға болады.

ПӘНДІ ОҚУҒА АРНАЛҒАН ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
«Қолданбалы ядролық физика» арнайы курсы бойынша зертханалық сабақтар өткізуге арналған әдістемелік нұсқаулар

1. 
   «Сосна» дозиметр-радиометрі көмегімен заттардағы радионуклидтердің көлемдік активтілігін және бета-сәулелердің ағынының тығыздығын анықтау
   

3. «Сосна» дозиметр-радиометрі көмегімен заттардағы бета-сәулелердің ағынының тығыздығын анықтау

4.Алынған нәтижелер бойынша сараптамалар жасау.
Бақылау сұрақтары:

1. «Сосна» дозиметр-радиометрінің құрылысы қандай?

2. Заттардағы радионуклидтердің көлемдік активтілігіқалай анықтауға болады?

3. Бета-сәулелердің ағынының тығыздығы дегеніміз не?

4. Осы жұмыста келтірілген әдістің дәлдігін жоғарлату үшін не істеу керек?
2. Газоразрядты есептегіштің жұмыс принципін зерттеу

Жұмыс мақсаты: Жарықтың корпускалық табиғатын дәләлдеу, эксперимент жүзінде бақылап, микроәлем өлшемдерін бағалау.

Құралдар мен жабдықтар:газды лазер, коллиматор, дифракциялық тор, миллиметрлік шкаласы бар экран, сызғыш.

Жұмысты орындау тәртібі

1. Лазер құрылысы мен оны қолдану тәртібімен танысу.

2.Лазер шкаласына дифракциялық торды орналастырып, экранда дифракциялық спектрдің анық кескінін алу керек.

3. Қажетті өлшеулер жүргізіп, таблицаны толтыру керек.

4. Лазер сәулеленуінің толқын ұзындығын анықтап, лазер шығаратын фотондар энергиясы мәнін есептеу керек.

Бақылау сұрақтары.

1. Ырықсыз сәуле шығарудың еріксіз сәуле шығарудан айырмашылығы неде?

2. Лазердің активті ортасы дегеніміз не?

3. Лазердің оптикалық резонаторы дегеніміз не?

4. Лазердің сәулеленуінің қасиеттерін атаңыз?

5. Лазердің жарық қарқындылығының үлкендігін қалай түсіндіруге болады?

1. Микроскоп көмегімен фотопластинкадан ядролық бөлшектер іздерін табу.

2. Формула бойынша бөлшектің еркін жүру жолын анықтау.

Бақылау сұрақтары:

1. Фотоэмульсия әдісі туралы не білесіңдер?

2. Фотоэмульсияның қандай түрлері бар?

3. Ядролық реакциялардың қандай түрлері бар?

СОӨЖ жұмыстарын ұйымдастыру:

- Студенттер орындаған лабораториялық жұмыстардың нәтижелерін,

- Студенттердің пәннің жеке тақырыптарды меңгеру нәтижелерін тексеру, яғни білімдерді бағалау (тест бақылау, жазбаша жұмыс).

- Компьютерлік технологиялардың мүмкіндіктерін қолдану. Тақырыптарды меңгеру виртуаль компьютерлік демострациялар арқылы көрсетілетін электрондық оқулықтарды қолдану. Есептердің шығару жолдарын айқындайтын электрондық жетекшілірдің көмегін қолдану, яғну үйрету – көмекші программаларды пайдалану.

Студент СОӨЖ жұмыстарын орындау және өткізу графигіне сәйкес, әдебиеттер мен әдістемелік нұсқауларды қолданып, курстың жеке тақырыптары бойынша төмендегі тапсырмаларды орындайды:

1. 
   Дозиметрлік өлшем бірліктер. Радиоактивтілік. Оның өлшем бірліктері.
   
2. 
   Ионизация. Сәулелену дозасы. Ядролық сәулеленудің зат құрылысына әсері. Альфа – сәулеленудің затпен әсері. Бета-бөлшектердің затпен әсерлесуі. Гамма сәулелердің затпен әсерлесуі. Нейтрондардың затпен әсерлесуі..
   
3. 
   Ядролық сәулеленудің химиялық әсері. Химиялық детекторлар
   
4. 
   Сәулелердің биологиялық әсері.Иондаушы сәулелердің тірі ағзаға әсерінің ерекшеліктері. Иондаушы сәулеленудің алғашқы әсер ету механизмдері.
   
5. 
   Дозиметрия және қорғану. Радиоктивті ластанған зонадағы сыртқы гамма сәулеленуден қорғанудың кейбір тәсілдері. Сәулеленудің рұқсат етілген дозаларын сақтау.
   

Студенттерге физикадан берілетін жеке үй тапсырмасы олардың осы пән бойынша орындайтын өзіндік жұмысының бір түрі болып табылады. Студентердің өзіндік жұмысы деп, олардың оқытушының тапсырмасымен және бақылауымен, бірақ оның қатысуынсыз, ол үшін арнайы бөлінген уақыт ішінде орындайтын жұмысын түсінеді. Мұнда студенттер ақыл-ой жігерін қолдана және ой мен қимыл әрекеттерін қандай да бір формада (мысалы, есеп шығарғанда оның мазмұнын талдау, мазмұнды қысқа ұтымды тәсілмен жазу, шешудің оңтайлы әдісін таңдап алу және т.б.) білдіре отырып қойылған мақсатқа саналы жетуге ұмтылады.

Студенттер шығарған жеке үй тапсырмасын бағалау өлшемінің негізіне осы белгілердің бәрін алуға болады: физикалық құбылыстың негізгі мәселесінің мазмұнын құрайтын физикалық шамалардың,

заңдардың молырақ қамтылуы; есептердің проблемалық (шығармашылық) деңгейі; мәселенің тереңірек талданып зерттелуі; шешу тәсілдерінің ең оңтайлысын таңдап алуы және т.б.

Әр студент орындайтын жеке үй тапсырмасына (бір жеке үй тапсырмасында физиканың бір бөлімі бойынша берілген 3-5 есеп болуы мүмкін) қойылатын максимал және миниамал баллдар силлабуста көрсетіледі. Әрбір жеке есептің шығарылуы бір есепке қатысты осы баллдар аралығында және айтылған өлшемдер (критерилер) бойынша бағаланады, сосын бүкіл тапсырмаға максимал және минимал баллдардың аралығында тиісті балл беріледі.

Максимал балл мысалы, «5» балл қатесіз және кемшіліксіз немесе бір ғана болымсыз кемшілікпен шығарылған есепке қойылады. Одан төменгі балл, мысалы «4» балл толық шығарылған, бірақ бірден аспайтын дөрекі емес және бір болымсыз қатемен немесе болымсыз қателер екіден аспаған жағдайда қойылады.

Одан төменгі балл мысалы «3» балл студент есептің тең жартысынан астамын дұрыс шығарғанда немесе дөрекі қатесі екіден (немесе дөрекі қатесі бірден және дөрекі емес қатесі бірден, сондай-ақ болымсыз қатесі бірден) аспаған жағдайда қойылады.

Тапсырма минимал баллдан төмен балмен бағаланған жағдайда ол студентке қайта шығару мақсатында қайтарылып беріледі.

Егер кейбір есептерді студенттің өз бетімен шығарғандығы күдік туғызса, онда одан оқытушы есепті қалай шығарғандығын түсіндіріп беруін талап ете алады. Бағаға көңілі толмаған студент оған қатысты оқытушыға тілегін білдіруіне болады.

Студент СӨЖ тапсырмалары мен оларды орындау графигіне сәйкес төмендегі тапсырмаларды орындап тексеруге беруге міндетті:

1. 
   Дозиметрлік өлшем бірліктер. Радиоактивтілік. Оның өлшем бірліктері
   
2. 
   Ионизация. Сәулелену дозасы. Ядролық сәулеленудің зат құрылысына әсері. Альфа – сәулеленудің затпен әсері. Бета-бөлшектердің затпен әсерлесуі. Гамма сәулелердің затпен әсерлесуі. Нейтрондардың затпен әсерлесуі..
   
3. 
   Ядролық сәулеленудің химиялық әсері. Химиялық детекторлар
   
4. 
   Сәулелердің биологиялық әсері.Иондаушы сәулелердің тірі ағзаға әсерінің ерекшеліктері. Иондаушы сәулеленудің алғашқы әсер ету механизмдері.
   
5. 
   Дозиметрия және қорғану. Радиоктивті ластанған зонадағы сыртқы гамма сәулеленуден қорғанудың кейбір тәсілдері. Сәулеленудің рұқсат етілген дозаларын сақтау.
   

1.Электронның ядроға құлауына не рұқсат бермейді?

A) Бор постулаттары

B Де-Бройл) гипотезасы

C) Энергияның сақталу заңы

D) Гейзенбергтің анықталмағандық қатысы

E) Импулстің сақталу заңы
2. Электронның импульс моментін кванттау формуласы

A)

B)

C)

D)

E)

А) Фотоионизацияны

B) Қозуды

C) Люминисценцияны

D) Автоэмиссияны;

E) Накачканы

А) p-n көшуде фото-ЭҚК пайда болады

B) Жарық әсерінен фотоэлектрондар жұлынып шығады

C) Жылу әсерінен электрондар ұшып шығады

D) Жарық әсерінен заттың электр өткізгіштігінің артуы

E) Күшті электр өрісінің әсерінен заттан электрондардың жұлынып шығуы

А) Зарядтық сандары Z бірдей, бірақ массалық сандары А әртүрлі

B) А бірдей, Z әртүрлі

C) А, N және Z, мұндағы N = A - Z нейтрондар санын анықтайды

D) N бірдей, бірақ А жән Z әртүрлі

E) А және Z бірдей, бірақ жартылай ыдырау периоды Т .әртүрлі

А) 0,43.10^-5 c^-1;

B) 3.10^-6 c^-1;

C) 1,5.10⁵ c ^-1;

D) 3.10⁶ c^-1;

E) 9.10⁹ c^-1 .

7. Сутегі атомының иондаушы потенциалы неге тең?

A) В;

B) В;

C) В;

D) В;

E) B;

8. Изотоптар деп мына атом ядроларын айтады:

А) зарядтық сандары Z бірдей, бірақ массалық сандары А әртүрлі

B) А бірдей, бірақ Z әртүрлі

C) А, N және Z әртүрлі, мұндағы N = A - Z нейтрондар санын анықтайды

D) N бірдей, бірақ А және Z әртүрлі

Е) А және Z бірдей, бірақ жартылай ыдырау периоды Т әртүрлі

А) Бастапқы ядролардың жартысы ыдырайтын уақыт

B) Радиоактивтік ядроның орташа өмір сүру уақыты

C) Ыдыраулар саны өтетін уақыт

D) Бастапқы ядролардың 10% ыдырайтын уақыт

E) Бастапқы ядролар саны е = 2,72 есе кемитін уақыт

A) Электрондардың өлшемін

B) Атомдардың өлшемін

C) Молекулалардың өлшемін

D) Атом ядроларының өлшемін

E) Ядро мен электрондардың арақашықтығын

11.Бор радиусы мен бас кванттық сан арасындағы байланыс

B) r

C) rn²

D) r

E) r

12. Изобара деп мына атом ядроларын айтады:

А) Зарядтар саны Z бірдей, бірақ массалар саны А әртүрлі

B) А бірдей, бірақ Z әртүрлі

C) А, N және Z бірдей, мұндағы N = A - Z нейтрондар санын анықтайды

D) N бірдей , бірақ А және Z әртүрлі

E) А және Z бірдей, бірақ жартылай ыдырау периоды Т әртүрлі
13. Мессбауэра эффектісі деп мына құбылысты айтады::

А) Төменгі температурада электромагниттік сәулені серпімді шашырату (дененің ішкі энргиясын өзгертпей)

B) Электромагниттік сәулені резонанстық жұту

C) Ядролардың гамма квантты серпімді шығаруы немесе жұтуы

D) Атомдардың көрінетін жарықты серпімді шығаруы немесе жұтуы

E) Молекулалардың электромагниттік сәулені серпімді шығаруы немесе жұтуы

B) Z = 83, A = 212;

C) Z = 82, A = 210;

D) Z = 80, A = 214;

E) Z = 80, A = 210 .

15. Радиоактивті препараттың активтігін анықтау керек. 5 с ішінде онда 2.10⁵ ядролар ыдырады

А) 10⁶ Бк;

B) 4.10⁴ Бк;

C) 2.10⁴ Бк ;

D) 3,33.10² Бк;

E) 666 Бк.
16. Мына ядролық реакция нәтижесінде қандай бөлшек түзіледі?

₇N¹⁴ + ₂He⁴ → ₈O¹⁷ + ?
А) нейтрон;

B) протон;

C) альфа-бөлшек

D) бета-бөлшек

E) γ-фотон.
17. _ZX^A радиоактивтік ядро позитролн шығарып ыдырады. Балалық ядроның таңбасын жазу керек
А) _Z+1Y^A ;

B) _Z+1Y^A-1 ;

C) _ZY^A-1 ;

D) _ZY^A+1 ;

E) _Z-1Y^A .
18. a – сәуле – бұл мыналардың ағыны

А) Протондар

В) Нейтрондар

С) Гелий ядролары

D) Электрондар

Е) Фотондар

19. Радиоактивті изотоптың ыдырау периоды 2,31.10⁵ с . Изотоптың ыдырау тұрақтысы λ неге тең?

А) 0,43.10^-5 c^-1;

B) 3.10^-6 c^-1;

C) 1,5.10⁵ c ^-1;

D) 3.10⁶ c^-1;

E) 9.10⁹ c^-1 .

А) T = ℓn2 /λ;

B) τ = 1/λ;

C) N = N₀.exp(-λt);

D) N₀/2 = N₀.exp(-λt);

E) A = dN/dt.