Детектори іонізуючих випромінювань, дозиметричні і радіометричні прилади

За оцінками останніх років радон з його дочірніми продуктами розпаду відповідальний за   річної індивідуальної ефективної дози, яку людина отримує від земних джерел радіації і приблизно за половину дози від усіх природних джерел. Ефективна доза опромінення від радону і його дочірніх продуктів розпаду складає в середньому  .

 

З космогенних радіонуклідів, тобто радіонуклідів, які утворюються в результаті дяї космічних променів на атмосферу, найбільше значення мають  ,  ,  ,  ,  .

Космічні промені складаються з частинок високих енергій (енергія  ). Вони руйнують у верхніх шарах атмосфери ядра атомів повітря. При цьому утворюються нейтрони і осколки ядер. Нейтрони в свою чергу взаємодіють з азотом повітря (імовірність взаємодії нейтронів з ядрами кисню мала). В результаті розщеплення ядер утворюються  ,  ,  ,  . Ядра  ,   утворюються внаслідок розщепленя ядер   і  ,   – внаслідок глибокого розщеплення  .

Реакції з нейтронами приводять до утворення  ,  

 ,                                         (6.18.)

 .                                         (6.19.)

Перша з цих реакцій переважає при енергіях нейтронів порядку декількох МеВ, друга – при теплових енергіях нейтронів. Нейтрони, що виникають при дії на атмосферу космічних променів, швидко сповільнюються до теплових швидкостей в атмосфері. Тому повинен спостерігатися значний вихід  .

Швидкість утворення   в атмосфері   (на одиницю площі поверхні Землі). Він бета “-“ активний (період піврозпаду 5570 років, максимальна енергія бета-частинок 155кеВ)

 .                                         (6.20.)

Вважається, що інтенсивність космічного випромінювання залишалась постійною на протязі останніх 50 тисяч років. Виходячи з періоду піврозпаду   слід допустити, що зараз досягнута рівновага по цьому радіонукліду, тобто за одиницю часу утворюється стільки ж атомів, як і розпадається. Атом   в повітрі швидко окислюється в двоокис. Рослинний світ живе за рахунок атмосферного вуглекислого газу, а тваринний світ живиться рослинами. Значить, слабо радіоактивний вуглець потрапляє в організм тварин. Тварини дихають тим же повітрям, що і рослини, тому відбувається обмін частини вуглецю в організмі тварин з вуглецем повітря. Після загибелі рослин і тварин вуглець органічного походження переходить в неорганічну форму. Таким чином   проникає і в неорганічний вуглець. В неорганічному вуглеці відбувається не тільки накопичення  , а і його розпад. Можна вважати, що ці процеси знаходяться в рівновазі.

Дуже тонкі вимірювання вмісту радіоактивного вуглецю в різних місцях показують, що атом вуглець проводить в середньому 5 років в атмосфері, 5 років в поверхневих шарах океану і 1200 років на великій глибині. Якби час кругообігу вуглецю був значно меншим часу життя  , то для всіх частин системи “атмосфера-океан”, що обмінюється вуглицем, зберігалась би приблизно одна і таж пропорція   і стабільного  . Оскільки час життя   не сильно перевищує час кругообігу, то активність атмосферного   буде дещо вищою, ніж в глибинах океану. Це співвідношення між часом життя і часом кругообігуговорить про те, що достатньо швидкі зміни концентрації радіовуглецю (на протязі десятків років) в якій небудь частині системи можуть привести до порушення рівноваги в системі.

Експериментально визначена швидкість розпаду вуглецю в сучасному світовому океані дорівнює  . Швидкість розпаду свіжого біологічного вуглецю дорівнює  .

Розпад   використовується на практиці для знаходження віку органічних решток. Якщо допустити, що останні 50 тисяч років інтенсивність космічного випромінювання не змінювалась, то в живих організмах повинна бути однакова питома активність вуглецю  , незалежно від того коли жила рослина або тварина. Якщо рослина або тварина вмерла, то нового   в організм не поступає, а розпад старого   відбувається згідно з законом радіоактивного розпаду

 ,                                                       (6.21.)

де А – активність   давно вмерлого організму, А0 – живого,   – постійна радіоактивного розпаду  . Даний метод був перевірений на вуглеці зразків, вік яких був відомий з археологічних даних. Використовувались дерев’яні породи, взяті з гробниць єгипетських фараонів. Дати становлені по радіовуглецю співпали з даними археологічних досліджень в межах експериментальних похибок   років (при віці дерев’яних порід 5600 – 3800 років).

За оцінками повна кількість   на Землі складає біля 80т.

Радіовуглець знаходиться в тілі людини, на масу в 70 кг припадає приблизно   даного ізотопу, що відповідає активності  . Внаслідок цього людина отримує внутрішнє опромінення, яке становить приблизно 1% від дози природної радіації.

За останні кілька десятків років була вироблена велика кількість штучного   в результаті випробувань ядерної зброї і роботи паливно-енергетичного циклу.