Исследовательская работа "Исследование радиационного фона школы №110 имени А.И. Покрышкина"

МБОУ "Школа№110" имени трижды Героя Советского Союза А.И. Покрышкина

Тема: Исследование радиационного фона  школы №110 имени А.И. Покрышкина

Ростов-на-Дону

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

ВИДЫ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ, И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ. 4

ИСТОЧНИКИ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ.. 5

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ.. 7

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.. 8

ВЫВОДЫ: 11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 11

ЛИТЕРАТУРА.. 12

ВВЕДЕНИЕ

Действие ионизирующей радиации на живой организм интересовало мировую науку с момента открытия и первых же шагов применения радиоактивного излучения. Радиация есть везде. По российским нормам уровень естественной (фоновой) радиации не должен превышать значения 0,3 мкЗв/ч. В городах довольно часто встречаются объекты, мощность дозы которых приближается или даже превышает это значение. Как правило, это источники излучения природного происхождения. 

Различают естественные и искусственные источники радиации. К естественным источникам  радиации относятся космические лучи, земная радиация и газ радон, содержащийся в воздухе. К искусственным источникам радиации относятся источники, сделанные человеком: атомная энергетика, рентгеновский аппарат, различные бытовые предметы и др. Основную часть облучения, около 70%, человек на протяжении всей своей жизни получает от естественных источников радиоактивного загрязнения. Остальные 30% приходятся на антропогенное (техногенное) радиоактивное загрязнение.

Школьники большую часть своего времени проводят на территории здания школы и пришкольном дворе.

Цель работы: выяснить уровень радиационного фона на территории МБОУ "Школа№110" имени А.И. Покрышкина г. Ростова-на-Дону.

Задачи:

1.     Изучить уровень гамма излучения природных и искусственных материалов используемых в строительстве и благоустройстве школы

2.     Изучить гамма излучения природных и искусственных материалов на территории школьного двора

ВИДЫ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ, И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ НИХ.

Ионизирующими называются излучения, взаимодействие которых со средой приводит к ионизации ее атомов и молекул. Сюда относятся рентгеновские и гамма-лучи, а также потоки альфа-частиц, электронов и нейронов. В первое время ученые, работавшие с радиоактивными препаратами, не знали о смертельной опасности, которая им грозит, и поэтому не предпринимали соответствующих мер безопасности. Из-за этого два поколения Кюри умерли от лучевой болезни. Энрико Ферми прожил всего лишь 53 года, Игорь Васильевич Курчатов – 57лет. Исследование их биологического действия началось в конце XIX в. Сначала были обнаружены ожоги, вызванные X-лучами, открытыми в 1895 г. В.К.Рентгеном. Помощник Эдисона, демонстрировавший на рентгеновской выставке свойства этих лучей, через некоторое время скончался [2].

В 1900 г. немецкие ученые Вальхов и Гизель сообщили о том, что ими обнаружено биологическое действие радия. Узнав об этом, Пьер Кюри тут же подверг действие свое предплечье. Обнаружив через некоторое время повреждение кожи, он написал заметку, в которой детально описал свои собственные наблюдения: «Кожа покраснела на поверхности в шесть квадратных сантиметров; имеет вид ожога, но не болит или болезненна чуть-чуть. Через некоторое время краснота, не распространяясь, начинает становиться интенсивнее; на двадцатый день образовались струпья, затем рана, которую лечили перевязками…1»

Аналогичный эффект обнаружил и Анри Беккерель. Перенося пробирку с радием в жилетном кармане, он получил ожог. «Радий я люблю, но сердит на него!2» - пожаловался он, прибежав к Кюри с сообщением о своем открытии. Однако, дальнейшие исследования радиоактивности выявили следующее: альфа-частицы – самые массивные, они производят мощную ионизацию на своём пути, но быстро тормозятся. Их пробеги составляют всего несколько десятков микрометров, поэтому α-частицы не проходят даже через лист писчей бумаги. Таким образом, спецодежда, обувь и индивидуальные средства защиты (очки, респиратор, обычная медицинская маска и т.п.) смогут защитить нас от проникновения этого вида излучения. Бета - частицы – представляют собой электроны, движущиеся с очень большими скоростями. Они не такие сильноионизирующие как α-частицы и пробеги их больше. В человеческое тело β-частицы способны углубиться на несколько миллиметров. В качестве защиты этого вида излучений используют экранирование (лист из плексиглаза, стекла или алюминия), респираторы.

Гамма - частицы состоят из γ – квантов, которые, хотя и рассматриваются как частицы, но в тоже время являются и электромагнитным излучением, как солнечные лучи или радиоволны. Их отличие заключается лишь в большей энергии, которую несёт каждый γ – квант. Распространяется гамма-излучение со скоростью света, т.е. примерно 300000 км/с. Но и другие излучения распространяются, по нашим меркам, с огромными скоростями несколько сот или тысяч км/с [2].

ИСТОЧНИКИ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Всем известно, что существует естественный радиационный фон (ЕРФ), с которым мы живем с рождения. Как утверждают ученые, задолго до того, как на земле возникла жизнь, на планете шел распад урана, и продукты этого распада постоянно выделялись из земной коры.  Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является тяжелый газ радон. Радон составляет примерно половину дозы облучения, получаемую населением от земных источников радиации за год. 

Радон — это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха (альфа-излучение). Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче полезных ископаемых или через трещины в земной коре.

Он поднимается из земли и скапливается в постройках, различных строениях и зданиях. Половина всей природной радиации на Земле приходится на долю этого газа, не имеющего ни цвета, ни запаха. Радон часто вызывает рак легких. Опасность  возникает, когда значительное количество радона скапливается в замкнутом пространстве, например, в доме.  В старых домах для борьбы с радоном рекомендуется тщательно заделывать щели в полах, устанавливать в подвалах и на чердаках вытяжные  вентиляторы, а так же следить за тем, чтобы все помещения тщательно проветривались.  Содержание радона в помещениях резко падает с повышением этажности, а наибольшая концентрация наблюдается в подвалах и первых этажах. Радон также содержится в артезианских водах. Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин).  Возникает вопрос: почему радон так опасен? Он же инертный газ, и, естественно, ни в каких биохимических процессах участвовать не может. Вдохнул – выдохнул... Дело, однако, в том, что некоторая его часть растворяется в крови легочной ткани и разносится по всему организму. Кроме того, он сорбируется на любых пылевых, аэрозольных и смолистых отложениях дыхательных путей. Именно поэтому радоновая опасность резко повышается для шахтеров, у которых запыленность легких, увы, нередкое явление, и для курящих – из-за смолистых и аэрозольных отложений, обусловленных табачным дымом. В среднем концентрация радона в ванной комнате примерно в три раза выше, чем на кухне, и приблизительно 40 раз выше, чем в жилых комнатах. Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз [4].

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Измерение уровня радиационного фона обычно ведется в мкЗв/час (микрозиверт в час) или мкР/час (микрорентген в час). 1мкР/час по биологическому действию примерно равен 0.01 мкЗв/час. Естественный усредненный радиационный фон обычно лежит в пределах 10-16 мкР/час. Нормой радиационного фона принято считать значение, не превышающее 20 мкР/час. Безопасным уровнем для человека считается порог в 30 мкР/час, т.е. облучение дозой  30 мкР в течение часа. [1] При превышении этого уровня рекомендуемое время нахождения в зоне облучения падает пропорционально величине дозы. Например, абсолютно безопасное время нахождения в зоне облучения уровнем +60 мкР /час не должно превышать 30 минут, при нахождении человека в зоне 120 мкР/час время не должно превышать 15 минут и т.д.

Исследования проводили с помощью гамма детектора предоставленного ИЦАЭ информационный центр атомной энергии г. Ростова на Дону. Проводили замеры в разных помещениях школы. Учебный класс, спортивный зал, актовый зал, туалетные комнаты, коридоры на 1,2,3 этажах, бордюры на пришкольной территории, памятник во дворе школы. Измерения проводили по 4 замера в каждом помещении, затем высчитывали среднюю полученную величину. Результаты заносили в таблицу.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Измерения проводили по 14 позициям.

Результаты измерений радиационного фона

Объект исследования	1 замер	2 замер	3 замер	4 замер	Среднее значение
класс биологии	0,12	0,12	0,14	0,12	0,125
спортивный зал	0,18	0,16	0,16	0,14	0,16
актовый зал	0,13	0,12	0,12	0,11	0,12
коридор 4 этаж	0,13	0,13	0,12	0,12	0,125
коридор 2 этаж	0,11	0,11	0,14	0,11	0,1175
коридор 1 этаж	0,1	0,1	0,11	0,1	0,1025
мужской туалет	0,12	0,11	0,12	0,12	0,1175
женский туалет	0,11	0,11	0,12	0,14	0,12
плитка в туалетных комнатах	0,18	0,15	0,15	0,13	0,1525
плитка в коридорах пол	0,12	0,15	0,11	0,12	0,125
плитка в коридоре на стенах	0,11	0,1	0,11	0,12	0,11
основание памятника	0,12	0,14	0,16	0,12	0,135
пьедестал памятника	0,11	0,13	0,11	0,11	0,115
бордюры во дворе	0,13	0,16	0,14	0,12	0,1375

Из таблицы видно, что уровень радиационного фона в различных помещениях школы и на объектах на территории пришкольного двора находиться в пределах нормы.  Небольшие колебания значений по нашему мнению связаны с этажностью помещения и возможностью  его проветривания. Самое высокое значение фоновой радиации зафиксировано в спортивном зале – 0,16 мкЗв/час, это мы связываем с тем что здесь проходят регулярные занятия физической культурой. Самое наименьшее  - плитка в коридоре на 1 этаже 0,11 мкЗв/час Исходя из проведенных измерений мы видим, в нашей  школе  МБОУ "Школа№110" имени А.И. Покрышкина  в норме.

Проведение измерений в коридоре на 1 этаже школы

Измерение плитки в коридоре на 1 этаже школы

Проведение измерений материалов памятника на территории школьного двора

ВЫВОДЫ:

1.      Уровень радиационного фона в исследуемых помещениях школы не превышает допустимые нормы и колеблется от 0,11 мкЗв/час до 0,16 мкЗв/час.

2.     На пришкольной территории  уровень радиационного фона так же находится в пределах нормы и  колеблется от 0,115 мкЗв/час до 0,137 мкЗв/час.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Изучение радиационного на данный момент очень актуально. Наши исследования показали, что  МБОУ "Школа№110" имени А.И. Покрышкина сделана из хороших строительных материалов. Находиться в ней безопасно. Регулярное проветривание помещений не позволяем скапливаться газу радону. Однако наши исследования будут продолжены так, как остались не обследованы еще ряд школьных помещений, такие как подвал, столовая и др, так же планируется провести измерения фундаментов и стен жилых многоэтажных домов расположенных вблизи школы. С результатами исследования были ознакомлены учащиеся школы и коллектив учителей.  Оказалось,  что эта проблема  интересна многим ученикам нашей школы.

ЛИТЕРАТУРА

1.     http://www.soft-exp.com/dosimetric-equipment/personal_radiation_detectors/pm1401ma/

2.      Дуриков А.П. Радиация вокруг нас [Текст]:учебное пособие - Москва, 2002.- 18с.

3.      Мырова Л.О. Защита человека от опасных излучений[Текст]:учебное пособие - Москва: Бином, Лаборатория знаний, 2010.-74с.

4.     https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/radon-and-health