Füüsikaosakond | Teadus- ja õppetöö | Aineprogrammid

Keskkonnadosimeetria ja kiirguskaitse I (FKKF.03.001)

Ingliskeelne nimetus:	Dosimetry in the Environment and Radiation Protection I
Õppeaste:	bakalaureuseõpe
Kohustuslik õppekavades:
Valikaine õppekavades:	Füüsika: 3, Füüsika: 4, Keskkonnatehnoloogia: ülem
Kohustuslikud eeldusained:
Soovitatavad eeldusained:	Aatomi- ja tuumafüüsika - FKTF.04.010
Vastutav(ad) õppejõud:	õppeülesande täitja Enn Realo
Instituut:	FKKF
Osalejate piirarv:	20
Kontrolli vorm:	eksam (kirjalik + suuline)
Aine maht:	3.0 AP
Loenguid:	24h
Harjutustunde/seminare:	12h
Praktilisi töid:	12h
Iseseisvat tööd:	72h
Kontrolltöid:	-
Referaate:	1
Aineveeb:	-

Aine sisu lühikirjeldus

Kursus käsitleb kiirgusohutuse terminoloogiat ja mõõtühikuid; looduslike ja tehislike radionukliidide omadusi; nende levikut ja migratsiooni loodus- ja tehiskeskkonnas; radioökoloogia aluseid; kiirgusallikaid; ioniseeriva kiirguse vastastikmõju ainega, sh. bioloogilise koega; kiirguse bioloogilisi efekte; kiirgusdoosi kujunemist, sh radooni, keskkonnas ja ruumides; doosi ja doosikiiruse arvutusmeetodeid; ioniseeriva kiirguse radiomeetriat ja dosimeetriat; radionukliidide analüüsimeetodeid; kiirguskaitse füüsikalisi aluseid; kaasaegse kiirguskaitse põhimõtteid, meetodeid ja organisatsiooni.
Eesmärk
Kursuse eesmärgiks on kompetentsi loomine radioökoloogia ja kiirgusohutuse alal. Baaskursusena katab see teadus- ja tehnikateemasid, mis on vajalikud looduslike ja tehislike radioaktiivsete ainete leviku ja migratsiooni ning kiirgusdoosi kujunemise hindamiseks loodus- ja tehiskeskkonnas. Kursuse eesmärgiks on anda ka mõistlik baas, mis võimaldaks osaleda edaspidi sügavamaid teadmisi andvatel erikursustel, et nimetatud valdkonnas spetsialiseeruda. Lisaks füüsika- ja tehnikaküsimustele antakse selge ülevaade kaasaegse kiirgusohutuse põhimõtetest, meetoditest ja ülesehitusest.

Auditoorse töö ajakava

Loengud:
1. Sissejuhatus, mõisted ja ühikud (2 t)

• radioaktiivsus ja ioniseerivad kiirgused: alfa-, beeta- ja gamma-kiirgus, röntgeni- ja neutronkiirgus; tuumamuundumiste kineetika; poolestusaeg ja eluiga; aktiivsus; eriaktiivsus; neeldumisdoos; ekvivalentdoos; efektiivdoos; kollektiivdoos ja doosikiirused; kerma; efektiivne eluiga; kiirgus- ja koefaktorid; deterministlikud ja stohhastilised kiirgusefektid.

2. Ioniseeriva kiirguse vastastikmõju ainega (2 t)

• ionisatsioon ja ergastamine; ioniseeriva kiirguse osakeste ja footonite ning aine vastastikmõju protsessid, energia lineaarsiire (LET).

3. Looduskiirgus (2 t)

• kosmiline kiirgus; kosmogeensed ja pikaealised looduslikud radionukliidid; U-, Th- ja aktiiniumiread, alarühmad, esinemine looduses ja tehiskeskkonnas.

4. Tehislikud kiirgusallikad ja radionukliidid keskkonnas (2 t)

• kinnised ja lahtised allikad; kiirgusseadmed: röntgeniaparaadid, radiograafiaseadmed, osakeste kiirendid, tuumaseadmed; aktivatsiooni- ja korrosiooniproduktid; levik ja migratsioon keskkonnas; tuumaseadmete avariid; militaarne saastumine.

5. Ioniseeriva kiirguse detektorid (2 t)

• diskreetsed ja analoogdetektorid; radiomeetrilised ja dosimeetrilised põhiparameetrid; erinevad detektori tüübid; kiirguse teepikkus ja nõrgenemine; spektraalsed detektorid.

6. Radoon ja selle mõõtmine (2 t)

• emanatsioon, difusioon; voo tiheduse arvutus; Rn pinnases ja õhus; detekteerimise meetodid.

7. Radionukliidide transport atmosfääris (2 t)

• emissioon ja dispersioon; atmosfääri stabiilsus; temperatuurigradient; dispersiooni Gaussi mudel; kontsentratsiooni arvutused; sadenemised; resuspensioon.

8. gamma-kiirguse doosikiirus ja kaitse väliskiirituse eest (2 t)

• kiirekimbu meetod; akumulatsioonifaktor; punkt-, joon-, pind- ja ruumallika doosikiirus; doosikiiruse arvutus maapinna kohal; doosi kujunemine keskkonnas; füüsikalise kaitse üldpõhimõtted; aja-, kauguse- ja varjestuse faktorid punkt-, joon- ja pind-gammaallika korral; röntgenseadmete kiirguskaitse; kaitse beeta-kiirguse eest; arvutusmeetodid; detektorite varjestus.

9. Kiirguse bioloogilised efektid (2 t)

• kiiritus ja elusaine; doos-koste karakteristikud; otsene ja kaudne toime bioloogilisele koele; madalate kiirgusdooside efektid; vähiteke ja pärilikud muutused; akuutsed ja viivisefektid; riskihinnangud.

10. Radioaktiivsus Eesti keskkonnas (2 t)

• radiotseesium ja U- ja Th-read ja K pinnases, doosikiiruse jaotus ja komponendid; Rn ruumide õhus; radioaktiivsed jäätmed ja jäätmehoidlad: Paldiski, Tammiku; Sillamäe.

11. Keskkonnaproovide analüüsimeetodid (2 t)

• proovikogumine; ettevalmistus; hoidmine; ioniseerival kiirgusel põhinevad analüüsimeetodid; tulemuste hindamine.

12. Kiirguskaitse alused (2 t)

• kaitse printsiibid ja filosoofia; põhikriteeriumid; kutse-, meditsiini- ja kodanikukiiritus; aktsioonitasemed ja piirmäärad;; rahvusvahelised kiirgusohutuse põhistandardid (BSS), kiirguskaitse organisatsioonid.

Praktikumitööd: (12 t)
1. Pinnase- jm. proovide kvalitatiivne gamma-spektroskoopia (8 t)

• kõrgselektiivse gamma-spektroskoopia metoodika; energiaskaala, poollaiuse ja efektiivsuse kalibratsioon; mõõtmine; gamma-spektri analüüsi tarkvara; radionukliidide määramine.

2. Väliskiirguse doosikiiruse mõõtmine (2 t).

Seminarid (12 h)

Kirjandus

1. Radioecology. Lectures in Environmental Radioactivity. Ed. E.Holm, World Scientific, Singapore, 1994, 352 p
2. V.F.Kozlov. Kiirgusohutuse käsiraamat. 4th ed., Energo-atomizdat, Moskva, 1991 (vene k.).
3. H.Cember."Introduction to Health Physics", 3rd ed., McGraw-Hill, New York, 1996, 733 p.
4. G.F.Knoll. "Radiation Detection and Measurement", 2nd ed., Wiley, New York , 1989, 754 p.
5. Basic Safety Standards, IAEA, Safety Series No115, Vienna.

Jooksva kontrolli osakaal eksamihindes, eksamile pääsemise tingimused

Eksamile ja korduseksamile pääsemise eritingimused: puuduvad.
Seminariettekanne: hindeline.
Referaadi tulemus moodustab 20 % eksamihindest, praktikumi tulemus 20%. Ülejäänud 60 % moodustab eksamitöö.

Võlgnevuste likvideerimise võimalused

Referaadi kordussooritus on võimalik üks kord enne eksamit. See toimub väljaspool ordinaarset õppetööd.
Eksami kordussooritus on võimalik üks kord enne semestri lõppu ja täiendavalt veel üks kord enne uut registreerumist ainele.

www@physic.ut.ee