ایجاد حفاظ در برابر مواد رادیواکتیو

موضوع : ایجاد حفاظ در برابر مواد رادیواکتیو

توضیح: این فایل به صورت ورد و آماده چاپ می باشد

مقدمه
يكي از بزرگترين دستاوردهاي بشر در قرن بيستم كشف راديواكتيويته و فعل و انفعالات هسته اي و خواص مختلف پرتوهاست كه تاثيري ژرف در پيشرفت بشر داشته است. همزمان با اين كشفها، موضوع اثرات پرتوها بر طبيعت، به ويژه موجودات زنده، مورد مطالعه و تحقيق قرار گرفته و تأثير آن بر روي نسل بشر موشكافانه بررسي شده است.
توسعه استفاده از انرژي هسته اي و نيز گسترش روزافزون بكارگيري پرتوهاي هسته‌اي در صنايع- پزشكي- كشاورزي و ديگر زمينه ها، آگاهي هرچه بيشتر قشرهاي جامعه را در مورد مباني علمي اين فنون، امكانات بهره گيري و خطرات بالقوه آنها ضروري مي‌سازد.
علم فيزيك بهداشت در واقع حاصل تمامي اين تحقيقات مي‎باشد كه بيانگر شناختي است از ماهيت پرتوهاي يونيزاسيون، اثرات آنها بر انسان و طبيعت و روشهاي صحيح استفاده از پرتوها و مواد راديواكتيو و راههاي چگونگي حفاظت فرد و محيط زيست در برابر اين اثرات.
دنيايي كه در آن زندگي مي كنيم به طور طبيعي به مواد راديواكتيو آلوده است. پولونيوم و راديوم راديواكتيو در استخوانهاي ما موجودند. ماهيچه هاي ما حاوي كربن و پتاسيوم راديواكتيو هستند و گازهاي بي اثر و تريتيوم راديواكتيو در ريه هاي ما وجود دارند. ما تحت بمباران تابشهاي كيهاني از فضا و پرتوهايي قرار داريم كه در زمين از مواد طبيعي و مصنوعي كه هر روزه مي خوريم و مي نوشيم گسيل مي‎شود.
قبل از اختراع لامپ اشعه ايكس در سال 1895، تنها تابش موجود تابش طبيعي بود، در سال 1896 راديواكتيويته طبيعي كشف شد و تا سال 1934 كه اولين مواد راديواكتيو مصنوعي توليد شدند، براي مقاصد پزشكي و پژوهشي به كار مي رفت. از آن زمان به بعد بسياري از اينگونه مواد، به نفع جامعه در زمينه هاي علوم، تحقيقات، صنايع، حفاظت از محيط زيست، پزشكي و برخي زمينه هاي دانشگاهي و بازرگاني مورد بهره برداري قرار گرفته اند.
عليرغم مزاياي تابش، بسياري از مردم از آن و اثراتش بيمناك و به ويژه نگران بروز حوادث هسته اي در كشورشان يا كشورهاي همجواري هستند كه ممكن است بر سلامتي و زندگي روزمرة آنان تأثير بگذارد. انعكاس منفي رواني و اجتماعي حادثه سال 1986 در نيروگاه هسته اي چرنوبيل هنوز هم ادامه دارد.
بررسيهاي متعدد انجام شده بيانگر اين مطلب است كه اشعه هاي يونيزاسيون مي‎توانند موجب آسيبهاي فراواني در انسانها و حيوانات شوند بسياري از محققين كه با اشعه هاي يونيزاسيون سروكار داشته اند در اثر اين پديده درگذشتند حوادث بد همچنان ادامه يافت سرانجام در سال 1921 با تاسيس كميتة حفاظت در برابر پرتوهاي ايكس و راديوم بريتانيا براي يافتن روشهاي كاهش تابشگيري اوليه اقدام رسمي صورت پذيرفت.
كوشش آنها به طور جدي دچار مشكل بود چرا كه به هر حال واحدي مناسب براي اندازه‌گيري پرتو نداشتند. واحدهاي خام آن در سال 1928 دومين كنگرة بين المللي راديولوژي (ICR) كميته اي را جهت تعريف رونتگن (R) به عنوان واحدي براي تابش اشعه تعيين نمود. كميتة مزبور تا سال 1937 كار خود را تمام ننمود و ليكن رونتگن حتي قبل از اينكه به طور دقيق تعريف گردد، به يك واحد اندازه گيري مورد قبول تبديل شده بود.
 فصل اول
فلسفه حفاظت در برابر اشعه
 فلسفه حفاظت در برابر اشعه
 حفاظت انسان و محيط زيست در برابر اثرات زيانبار مواد و دستگاههاي پرتوزا از طريق وضع قوانين و مقررات مربوطه و همچنين كنترل و نظارت بر رعايت آنها، علم فيزيك بهداشت ناميده مي‎شود و حفاظت در برابر اشعه در واقع حرفه اي است كه حفاظت انسان، محيط زيست و نسلهاي آينده را در برابر اثرات بيولوژيكي پرتوها بر اساس اصول علمي تدوين شده در دانش فيزيك بهداشت بر عهده دارد.
با وجود اينكه كاربرد پرتوهاي يونساز در امور مختلف بسيار مفيد و بعضاً منحصر به فرد مي‎باشد ليكن عدم رعايت نكات ايمني مي‎تواند خطرات جدي براي كاركنان، مردم، محيط زيست و حتي نسلهاي آينده به همراه داشته باشد. خطرات بالقوه اينگونه پرتوها به فوريت و پس از شناخت مواد پرتوزا در بيش از يكصد سال پيش كشف گرديده است. با پيشرفت در زمينه شناسايي خطرات و توانايي در اندازه گيري پرتوهاي يونساز، رهنمودهاي مربوطه در خصوص اقدامات حفاظتي رو به گسترش و توسعه نهاد. به طور كلي هدف حفاظت در برابر اشعه، استفاده از مزاياي كاربرد پرتوها در زمينه هاي گوناگون و كاهش هرچه بيشتر خطرات ناشي از اثرات آن توسط كاركنان، مردم، محيط زيست و نسلهاي آينده مي‎باشد.
اثرات پرتوهاي يونساز
اثرات پرتوهاي يونساز به دو دسته اثرات قطعي و اثرات احتمالي تقسيم بندي مي‎شوند:
 اثرات قطعي
هنگامي كه ميزان دز دريافتي نسبتاً زياد باشد اثرات قطعي پديدار مي گردند و سبب از بين رفتن تعداد زيادي از سلولهاي بافتي مي‎شوند. اين امر ممكن است به از بين رفتن عملكرد اندامهاي آسيب ديده نيز منجر گردد. همواره يك سطح آستانه دز وجود دارد كه پايين تر از آن، اثرات قطعي بروز نمي نمايند. حال آنكه در بالاتر از سطح آستانه، با افزايش ميزان پرتوگيري، شدت اثرات قطعي افزايش مي يابد. حفاظت و ايمني در برابر اثرات قطعي با پايين نگه داشتن دز در زير آستانه تضمين مي گردد.
اثرات احتمالي
اثرات احتمالي در تمام سطوح پرتوگيري اتفاق مي افتند، يكي از عواقب خطرناك اينگونه پرتوگيريها احتمال بروز سرطان مي‎باشد كه معمولاً چند سال بعد از پرتوگيري اوليه ممكن است آشكار شود. بروز اينگونه اثرات در يك شخص هم محتمل است و هم ممكن است كه هرگز اتفاق نيافتد. ليكن با افزايش دز، احتمال وقوع آن بيشتر مي‎شود. بروز اثرات اينگونه پرتوگيريها براي دزهاي كم مقدار در يك شخص معين بعيد است، ليكن در يك جمعيت پرتوديده با همان شرايط پرتوگيري احتمال بروز اثرات آن در كسر كوچكي از جمعيت بعيد نمي باشد، بدين ترتيب چنين استنباط مي‎شود كه آستانه اي براي اثرات احتمالي و براي دزهاي كم مقدار وجود ندارد و احتمال وقوع آن متناسب با ميزان دز دريافتي مي باشد، بنابراين هيچگونه سطح ايمني دز براي پرتوگيريهاي احتمالي وجود ندارد. اگرچه وقتي پرتوگيريها به طور مناسبي كنترل شوند ميزان خطر دريافتي در مقايسه با ديگر خطرات موجود در زندگي روزمره بسيار ناچيز مي‎باشد.
فهرست مطالب
مقدمه    1
فصل اول: فلسفه حفاظت در برابر اشعه
اثرات پرتوهاي يونساز    4
اثرات قطعي    5
اثرات احتمالي    5
اصل ALARA    6
اثرات بيولوژيك پرتوها    6
عبور پرتوها از ميان بافت بدن انسان    7
فصل دوم: منشأ پرتوهاي يونساز
انرژي تابشي    11
فصل سوم: پرتوزايي
انواع واپاشي    15
واپاشي آلفا    15
واپاشي      15
واپاشي      15
پرتوهاي گاما    16
گسيل ذرة آلفا    16
گسيل بتا    17
توليد نوترون    17
فصل چهارم: دز سنجي تابش
دز جذب شده    20
فصل پنجم: توصيه هايي در مورد انتخاب مواد براي حفاظ
مواد مورد استفاده در حفاظ سازي    24
ماده حفاظ    26
حفاظ    27
فصل ششم: حفاظت در برابر تابش خارجي (اصول پايه)
فنون حفاظت در برابر تابش خارجي    29
زمان    30
فاصله    30
فصل هفتم: حفاظ گذاري
1)    حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي گاما    34
روشهاي محاسبه ضخامت موانع اوليه    39
روش استفاده از HVL    40
روش استفاده از منحنيهاي آماده    43
تعيين ضخامت موانع حفاظتي در دستگاههاي استفاده كننده از مواد راديواكتيو    47
2)    حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي X    53
حفاظ گذاري مولدهاي پزشكي    53   
حفاظ گذاري مولدهاي غيرپزشكي    54
حفاظ گذاري ساختماني    54
فاكتور بار كار دستگاه    57   
فاكتور اشغال T    57
فاكتور استفاده U    58
تعيين ضخامت حفاظ در برابر پرتوهاي اوليه    59
رابطة هم ارزي سرب و بتون    60
طراحي حفاظ فرعي    63
الف- محاسبه حفاظ پرتوهاي پراكنده    66
ب- محاسبه حفاظ پرتوهاي نشتي    66
ب-1- لامپهاي پرتو X تشخيصي    67
ب-2- لامپهاي پرتو X درماني    68
3)    حفاظ ذرات بتا    69
برد ذرات بتا    70
ماده حفاظ ذرات بتا    71
ضخامت حفاظ ذرات بتا    72
حفاظ اشعه قرمزي    73
4)    حفاظ ذرات آلفا    74
ويژگيهاي ذره آلفا و برخورد آن با ماده    74
رابطة برد- انرژي    75
5)    حفاظ گذاري در برابر پرتوهاي نوترون    77
برخورد نوترونها با ماده    77
محاسبة حفاظ پرتوهاي نوترون    78
برخورد نوترونها با ماده حفاظ    79
محاسبة ضخامت حفاظ    82
حفاظ در برابر تابش داخلي    86
خطر تابش داخلي    86
اصل كنترل    87
منابع    89