Osnove atoma

NIJE U MJERILU

12

66

Atomskamasa

Neutronskibroj

Atomski broj

neutron

proton

elektron atom

jezgra

veličina 10-10m

veličina 5 x 10-15m

Spontana fisija

 

                                                  

Radioaktivni raspad

Alfa raspad

 

                                                  

Beta minus raspad

                                                    

Beta plus raspad

                                                    

Dvostruki beta raspad

                                                    

Zahvat elektrona

                                                      

Radioaktivni raspad

Radioaktivni raspad

Gama raspad

                                                    

Broj atoma i period poliraspada određuju radioaktivnost

1 g 238Pu ~ 17 Ci

1 g 235U ~ 0.000002 Ci

1 g 192Ir ~ 10,000 Ci

1 g 60Co ~ 50 Ci

Pu239: Proizvodnja u reaktoru (U238 + n)

U235 : Javlja se u prirodi (0,7%); mora se obogatiti

U233 : Proizvodnja u reaktoru (Th232 + n)

FISIONI NUKLIDI (stabilni i lako fisibilni)

FISIBILNI NUKLIDI (uključeni i brzi neutroni)

U238 Th232

Nazivaju se i “plodni” nuklidi

Fisioni materijali

Prirodni uran: 0,7% U235

Nisko obogaćeni uran (LEU): 3 - 6% U235 (reaktorsko gorivo)

Visoko obogaćeni uran (HEU): 20% U235

Uran kvalitete za oružje: 90% U235

Prirodni plutonijum: 0% [Ne postoji u prirodi]

Plutonijum kvalitete za oružje: 93% Pu239

Plutonijum kvalitete za reaktor: 85 - 92% Pu239

Otpad visokog nivoa: < 85% Pu239

Kategorije nuklearnog materijala

Fisija

U235

PROCES NUKLEARNE FISIJE

NIJE U MJERILU

neutron

produktfisije

neutron

neutron

jezgra meta

neutron

produktfisije

Nuklearna fisija lančana reakcija

U235

neutron

produkt fisije

= PRIMARNI EFEKTI

TOPLOTNO ZRAČENJE

NUKLEARNO ZRAČENJE

ZRAČNI UDAR

PODRHTAVANJE ZEMLJE

= SEKUNDARNI EFEKTI

RADIOAKTIVNE PADAVINE / INDUCIRANO

ZRAČENJE

ELEKTROMAGNETSKI PULS (EMP) /

ELEKTRONSKI EFEKT TRANZIJENTNOG

ZRAČENJA ZATAMNJENJE

Učinci nuklearnog oružja

Preporučena djelovanja

• Budite upoznati sa smjernicama pri izloženosti zračenju

• Koristite detektore zračenja kad se približavate radioaktivnom

materijalu

• Označite i kontrolišite područja s jakim zračenjem i

kontaminirana područja

• Ljude držite dalje od zračenja i uz vjetar

• Preživjele od udara smjestite u karantin radi pregleda i, ako je

potrebno, dekontaminacije

Sažetak

• Za detekciju zračenja potrebni su instrumenti

• Oni koji rade s njima moraju biti zaštićeni

• Razumjeti karakteristike mete

Kategorije instrumenata

• Detekciju

– Alfa, beta, gama i neutroni

• Lokaliziranje i identificiranje

• Potvrđivanje i analiza

• Fizika zdravlja

– Izloženost

– Visina doze

– Kontaminacija

Kriterijumi izbora za instrumente za detekciju zračenja

• Primjena

• Prenosivost

• Vrsta i energija zračenja

• Efektivnost detektora

• Osjetljivost

• Zahtjevi napajanja i trajanje baterija

Instrumenti koji se koriste za lokalizaciju i identifikaciju

• Vrsta zračenja

• Energija zračenja

• Prenosivost

• Rezolucija

• Osjetljivost

• Zahtjevi napajanja i trajanje baterija

Uređaj XRF ICS 4000e

• Spektralni analizator s 4000 kanala

• CZT detektor

• Snaga 1 keV po kanalu

• Linearnost +/- 1%

• Maksimalni broj brojača 4x109

• Raspon rada 0.5μSv/h do 3.5 mSv/h

• Glavna biblioteka sadrži 160 izotopa

• Operacija spektralne analize

• Napajanje Li Ion ili 1.5V AA baterija

• Radna temperatura 0 to 50 ºC

http://www.xrfcorp.com

Opcije XRF ICS 4000e

• Programska podrška za personalni kompjuter

ICS Explorer file management PC

• XP-4 uranjajuća sonda za gama zračenje

• XM3/AM3 CZT nizovi detektora

s predpojačalima osjetljivim na naboj

• CP-1 volframov kolimator za XP-4 sondu

• 90 cm – 6 m teleskopska produžna ruka za XP-4

• Punjači i adapteri za 12V

http://www.xrfcorp.com

Instrumenti koji se koriste za analizu

• Prenosivost

• Rezolucija

• Efektivnost

• Radna okolina

Znanje o zdravlju i instrumenti za nadzor kontaminacije

• Angularni odziv

• Energijski odziv

• Tačnost

– Linearnost

– Ponovljivost

– Stabilnost

EFEKAT

Jonizirajuće zračenje DOZA (Sv)

321

Potrebna doktorska pomoćPovraćanje / gubitak koseRak u budućnosti

80304.5

100% mrtvih unutar 1 dana100% mrtvih unutar 3 sedmice 50% mrtvih unutar 2 mjeseca

BEZ ZNAČAJARendgen kičme; Standard za čišćenjeProsječno zračenje iz okoline (jelo, piće, disanje)

Izrazito NISKA

0.010.003

0.05 Granica od okoline po godini

• Oštećuje sistem do ćelija: lomi DNK, uzrokuje hemijsku

neravnotežu u ostalim ćelijama, itd.

• Vrste izloženosti:

• Akutna (kratka) ili hronična (kroz duža razdoblja)

• Unutrašnja (hranom, rane) i vanjska (X-zrake, -zrake)

• Vrste simptoma:

• Mučnina, umor, povišena temperatura, promjene u krvi, gubitak

kose, proljev, krvarenje desni, grčevi…

• Simptomi ovise o: količini zračenja, stopi izloženosti, veličini

dijela tijela koji je izložen i zdravlju pojedinca

Efekti na ljude

+

++

+

-

--

-

-

+

+

++++

+

+

-

-----

-

~ 10 μm

Domet < 100 μm

Učinak na ćelije

Stvara “slobodne radikale”

Stvara karbon peroksid

Aktivni osobni dozimetri (APD)

ProizvođačModel

Veličina (cm3)

Masa s baterijom (g)

Radni raspon (SI)

Raspon fotonskogzračenja (keV)

NapajanjeTrajanje bat. (sati)na nivou pozadine

Bilježenja podataka

Komunikacija

Zvučni alarm

STE

Red Pager PD-12I

SAIC

MiniRadiac

Canberra

RAD-60Rados

PM 1203

Pollmaster

MK-2t

Thermo*

143,1

95

0μSv – 16Sv

15 – 10.000

1 AA

22501344

DADA

KapacitivnipovezaničitačIR

>85 dB @30 cm

75 dB(A) @30 cm

97 dB(A) @20 cm

170

45-

2 AA

8760

NE

NIKAKVA

DA

101,7 191,458,7

1 AA

90

0μSv – 9,99Sv

55 – 6000

269

0,001 μSv – 999Sv

60 – 1300

720

4 AAA

DA

IR

1800 ?

114,9 126

80 90

1 μSv – 9,99Sv

1 μSv – 9999mSv

60 – 6000 60 – 1500

1 AAA ?

DA

IR čitač

> 85 dBa @30 cm

?

?

?

Katalog fotonskih i foton-beta APD-a

Geiger

Diode – poluvodičke

DIS

Mjerači za nadzor Ludlum

• http://www.ludlums.com/product/m192.htm• http://www.ludlums.com/product/m12sa.htm

Mjerač veličine doze Selectra

• Doze od 0.001 do 99.9 μSv/h

• Alfa, beta i gama sonde

• Alarmi za stopu doze

• Napajanje: 1.5V C ćelije,

tipično traju 90 sati

• Radna temperatura -20 do 50 ºC

http://www.eurometex.cz/htm/radio/NE/electra.html

Elektronski individualni dozimetar Siemens MK-2

• Višestruki diodni detektori• Doze 0 do 4 Sv/h• Alarmi za dozu• Alarmi za nivo doze• Tačnost ±10% za 137Cs• Napajanje 1.5 V AA baterija traje 8 sedmica; 3.6

V litijumova baterija traje 5 mjeseci• Radna temperatura -10 to 40 ºC

http://www.thermo.com/eThermo/CMA/PDFs/Product/productPDF_14615.pdf

Uređaj Canberra UltraRadiac

• Individualni indikator zračenja

• Geiger-Müllerov detektor

• Stopa doze i ukupna doza

• Zvučni i vizuelni alarmi

• Hermetički zatvoren radi okoline

• Napajanje 4 x 1.5V AAA

• Radna temperatura -50 to 60 ºC

http://www.canberra.com/pdf/Products/RPI_pdf/C33338-UltraRadiac-SS.pdf

Uređaj Canberra Radiagem 2

• Individualni prenosivi mjerač zračenja

• Geiger-Müllerov detektor s kompenzacijom za energiju

• 0.1 μSv/h do 99.9 mSv/h

• Zvučni i vizuelni alarmi

• Napajanje 2 x 1.5V alkalijske AA

• Radna temperatura -10 to 50 ºC

http://www.canberra.ru/html/products/healthphysics/portable_units/radiagem.htm

Elektronski individualni dozimetar SAIC PD-12i

• Individualni elektronski dozimetar• Geiger-Müllerov detektor s kompenzacijom

za energiju• 0 μSv/h do 9.99 Sv/h• Prilagodljivi vizuelni i zvučni alarmi

za doze, nivoe doza, i vrijeme trajanja• Napajanje 1.5V AA baterije

http://ipsmktg.com/pd12i.htm

Elektronski individualni dozimetar RADOS rad-60

• Silicijumovi diodni detektori

s kompenzacijom za energiju• Stopa doze 5 μSv/h do 3 Sv/h• Alarmi za dozu• Alarmi za stopu doze• Tačnost ±5% fza 137Cs• Napajanje 1.5 V AAA baterija traje 1500 sati u pozadini• Radna temperatura -20C to +50 C

http://www.laurussystems.com/products/products_pdf/Dosimeters/RAD60_CATALOG.pdf

Pejdžeri za zračenje

• Firma Sensor Technology, Inc.

• CsI s PMT

• LED, zvučni ili

vibracijski alarm

• 9 V baterija

• Polimaster

• Sistemi Laurus