Radiační ochrana – Ruwiki: Internetová encyklopedie

Mezinárodní skupina vědců vyvinula materiál, který může být v budoucnu použit jako radiační ochrana před gama zářením, může být použit k vytvoření radiační ochrany pro pracovníky jaderných elektráren. Nový materiál je založen na silikonu kombinovaném s nanopráškem oxidu zinečnatého. Výsledky studia nového materiálu a jeho vlastností byly publikovány v časopise Optical Materials. Na práci se podíleli fyzici z Ruska (Uralská federální univerzita), Jordánska a Turecka.

„Záření gama je rozšířené ve zdravotnictví, potravinářském a leteckém průmyslu. Jeho nadměrná expozice může poškodit lidské zdraví. V současné době je gama záření tlumeno nebo absorbováno pomocí materiálů olova, betonu, oxidu olova, wolframu nebo cínu. Tyto ochranné materiály nejsou vždy vhodné pro použití jako ochrana proti gama záření. Navíc jsou drahé, příliš těžké a vysoce toxické pro člověka a životní prostředí. Proto je důležité najít nové materiály a optimalizovat jejich složení pro radiační ochranu, která zajistí bezpečnost člověka i životního prostředí,“ poznamenává Oleg Tashlykov, docent katedry jaderných elektráren a obnovitelných zdrojů energie UrFU.

Fyzici použili silikon jako matrici pro ochranný materiál. Polydimethylsiloxan, tedy silikon, je lehký, odolný a pružný polymer, který má vynikající optické, fyzikální a mechanické vlastnosti a vysokou odolnost vůči záření, vysvětluje Oleg Tashlykov. V tomto ohledu se v budoucnu může stát při úspěšném testování perspektivní alternativou k olovu a betonu v oblasti ochrany před gama zářením.

Paralelně vědci provádějí výzkum dalších polymerů.

„Polymery jsou materiály s hustou strukturou, která jim umožňuje lépe odolávat záření. Takže kromě silikonu můžete zahrnout epoxidovou pryskyřici, polyethylen a polyvinylchlorid. Dříve se prováděly podobné práce, kde se studovala například stejná epoxidová pryskyřice. Pokračujeme ve výzkumu tímto směrem, analyzujeme další polymery a nové inkluze,“ vysvětluje Oleg Tashlykov.

Jako inkluze v polymeru lze použít různé drobné částice – nanoprášky – které musí mít především vysoké atomové číslo. Fyzici zkoumali řadu možných možností nanoprášků a vyloučili vzorky, které byly příliš drahé nebo obtížně dostupné. Poté se u zbývajících kontrolovalo dodržování určitých chemických parametrů. Nakonec se vědci rozhodli pro oxid zinečnatý, protože je docela snadné jej získat v laboratoři. Je také důležité, aby tato látka nepoškozovala životní prostředí.

V další fázi výzkumu fyzici stanovili optimální obsah částic plniva, který nejúčinněji zvyšuje radiační ochranné vlastnosti silikonu. Ukázalo se, že je možné jej naplnit nanopráškem o 10–50 %. Pokud přidáte více, materiál bude mít dobré ochranné vlastnosti, ale začne se rychle zhoršovat.

Je však předčasné říci, že kombinace silikonu s nanopráškem oxidu zinečnatého bude lepší než jiné možné kombinace, varují vědci.

„Tento výsledek je jednou z fází našeho rozsáhlého výzkumu. Během příštího roku nebo dvou plánujeme prozkoumat širší škálu materiálů, které dokážou záření zeslabit. Nyní připravujeme vzorky pro experimentální podmínky, již v provozované jaderné elektrárně, konkrétně v JE Bělojarsk. Plánujeme tam provést měření vzorků ochranných materiálů a porovnat výsledky simulace, vypočítané a experimentální. Pak budeme pokračovat s novými vlaky,“ říká Oleg Tashlykov.

Fyzik podotýká, že teprve po prostudování řady dalších materiálů bude možné vyvodit konkrétní závěry o tom, o kolik je určitá kombinace látek pro radiační ochranu vhodnější.

V budoucnu chtějí vědci otestovat všechna vhodná složení ozařováním v reaktoru, aby se vyloučila možnost, že se některý chemický prvek v materiálu aktivuje, tedy stane se radioaktivní, a vznikne další záření. V budoucnu, pokud budou všechny testy úspěšně dokončeny, budou vědci schopni získat nejlevnější a nejúčinnější materiál, který bude vynikající ochranou proti gama záření.

Radiační ochrana — soubor opatření zaměřených na ochranu živých organismů před ionizujícím zářením a na nalezení způsobů, jak snížit škodlivé účinky ionizujícího záření; jedna z oblastí radiobiologie.

Druhy ochrany před ionizujícím zářením [ editovat | upravit kód]

• fyzické: použití různých clon, zeslabujících materiálů atd.
• biologický: je komplexem reparačních enzymů atp.

Hlavní způsoby ochrany z ionizujícího záření jsou:

• ochrana na dálku;
• ochrana stínění:

• z alfa záření – list papíru, gumové rukavice, respirátor;
• z beta záření – plexisklo, tenká vrstva hliníku, sklo, plynová maska;
• z gama záření – těžké kovy (wolfram, olovo, ocel); Gama záření je absorbováno tím efektivněji, čím vyšší je atomové číslo látky, takže například olovo je účinnější než železo.
• z neutronů – voda, polyethylen, jiné polymery, beton; podle zákona zachování energie neutrony účinně rozptýlí energii na lehkých jádrech, takže vrstva vody nebo polyethylenu na ochranu před neutrony bude mnohem účinnější než stejná tloušťka pancéřové oceli;

• časová ochrana;
• chemická ochrana.

Fyzická ochrana (stínění) [ upravit | upravit kód]

V sekci nedostatek odkazů na zdroje (viz doporučení pro vyhledávání).

Informace musí být ověřitelné, jinak mohou být smazány. Článek můžete upravit přidáním odkazů na autoritativní zdroje ve formě poznámek pod čarou. (23. srpna 2011)

Tloušťka vrstvy daného materiálu, která snižuje úroveň záření na polovinu, se nazývá napůl zeslabující vrstva. Poměr úrovní radiace před a po ochraně se nazývá ochranný faktor.

S rostoucí tloušťkou radiační ochranné vrstvy se množství procházejícího záření exponenciálně zmenšuje. Je-li tedy poloútlumová vrstva zhutněné půdy 9,1 cm pro gama záření ze štěpných úlomků, pak val o tloušťce 91 cm (typický val nad protiatomovým krytem) sníží množství záření 2 10krát, tedy 1024krát.

Index absorpce (který je v exponenciále) závisí na energii. Například vrstva poloviční hodnoty pro záření cesia-137 661.7 keV je mnohonásobně menší než pro záření kobalt-60 o síle 1,1732 a 1,3325 MeV.

V tabulce níže jsou uvedeny charakteristiky poloviční vrstvy záření gama (neurčené energie) štěpných fragmentů některých materiálů (v jednotkách CGS) [1]:

Chemická radiační ochrana [ editovat | upravit kód]

Hlavní článek: Chemická ochrana před zářením

Chemická ochrana před ionizujícím zářením – je oslabení účinku záření na tělo za podmínky zavedení chemických látek nazývaných radioprotektory.

Viz také [upravit | upravit kód]

• Registrace ionizujícího záření
• ALARA
• NRB-99
• Radiační bezpečnost

Poznámky [upravit | upravit kód]

1. ↑»Půloviční tloušťka pro různé materiály»(nespecifikováno) . “Příručka Compass DeRose k připravenosti na mimořádné události – zpevněné přístřešky.” Datum přístupu: 24. ledna 2010.Archivováno z originálu 12. února 2012.

Literatura [upravit | upravit kód]

• Publikace 103 Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu (ICRP): Doporučení Mezinárodní komise pro radiologickou ochranu z roku 2007 / Ed. L.-E. Kopec. Trans. z angličtiny pod generální redakcí M. F. Kiseleva a N. K. Shandaly. — M.: Publ. LLC PKF Alana, 103. — 2007 s. — 2009 výtisků. — ISBN 344-1000-978-5-9900350 .
• Smagin A.I.Biologické působení a ochrana před ionizujícím zářením: návod // Čeljabinsk: SUSU, 2018. – 117 s. ISBN 978-5-696-05056-0. Elektronický obrázek na oficiálních stránkách SUSU.
• Radiační ochrana // Velká lékařská encyklopedie / kap. vyd. B. V. Petrovský. — 3. vyd. — M.: Sovětská encyklopedie, 1983. — V. 21. — 560 s.
• Radiologické ochranné a technické prostředky // Velká lékařská encyklopedie / kap. vyd. B. V. Petrovský. — 3. vyd. — M.: Sovětská encyklopedie, 1983. — V. 21. — 560 s.
• Kritický orgán // Velká lékařská encyklopedie / kap. vyd. B. V. Petrovský. — 3. vyd. — M.: Sovětská encyklopedie, 1980. — V. 12. — 536 s.
• Gončarenko E. N., Kudrjašov Ju B. Chemická ochrana před poškozením zářením – M.: Nakladatelství Moskevské státní univerzity, 1985
• Saksanov P.P., Shashkov V.S.Sergeev P.V. – Radiační farmakologie. M., “Medicine”, 1976.
• Vojenská toxikologie, radiobiologie a lékařská ochrana. — Ed. S. A. Kutsenko. — Petrohrad: Foliant. — 2004
• Ilyin L. A., Rudny N. M., Suvorov N. N. a další. Indralin je nouzový radioprotektor. M., 1994

Odkazy [upravit | upravit kód]

Článek obsahuje seznam zdrojů, ale chybějící poznámky pod čarou.

Bez poznámek pod čarou je obtížné určit, z jakého zdroje každé jednotlivé tvrzení pochází. Článek můžete vylepšit poskytnutím poznámek pod čarou zdrojům, které informace podporují. Informace bez poznámek pod čarou mohou být smazány. (23. srpna 2011)

• Ruviki:Cite web (nahradit archiv webcitací: mrtvý odkaz ne)
• Ruviki:Cite web (jazyk neuveden)
• Ruwiki:Články se sekcemi bez odkazů na zdroje od srpna 2011
• Ruviki:Články bez zdrojů (typ: neuveden)
• Ruwiki:Články bez poznámek pod čarou od srpna 2011
• Ruviki: Články bez poznámek pod čarou