Министерство образования и науки Российской Федерации
Сибирский федеральный университет
ФИЗИЧЕСКАЯ РАДИОЭКОЛОГИЯ
Методические указания к семинарским занятиям
Красноярск
СФУ
2011
Составитель: Григорьев А.И.
Методические указания составлены в соответствии с учебным планом и программой по дисциплине «Физическая радиоэкология». Пособие содержит тематический план занятий, представлены источники основной и дополнительной литературы в соответствии с темами занятий. В пособие даны рекомендации для подготовки к семинарам, промежуточному и итоговому контролю.
Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 011200.68 «Физика», магистерская программа «Окружающая среда и человек: основы контроля и надзора».
Радиоактивные элементы возникли при образовании Вселенной 15 миллиардов лет назад, существуют они и сейчас, причём во всех компонентах как живой, так и неживой материи. Связанная с естественными радионуклидами радиация – одна из природных составляющих воздуха, которым мы дышим, земли, по которой мы ходим, домов, в которых мы живем, пищи, которую мы едим, и тканей, из которых мы состоим. Мы непрерывно облучаемся космическими лучами, особенно во время воздушных перелетов и горных путешествий (да и когда лежим дома на диване). Природная ионизирующая радиация оказывает существенное влияние (обычно - положительное, но иногда и отрицательное) на биосферу. Поэтому изучение естественных радионуклидов, их доступности для живой материи, связанных с ними радиационных полей, флуктуаций во времени и в пространстве природного радиационного фона необходимо для объективной оценки радиационного риска конкретного биологического вида, например, человека. Вот уже несколько десятилетий человечество создаёт новые (техногенные) источники излучений, которые постепенно «наполняют» планету. И к естественному радиационному фону добавляется воздействие аппаратов, радионуклидов и процессов, имеющих антропогенное происхождение. Величина этого воздействия иногда пренебрежимо мала, а иногда (Чернобыль, Фукусима) чрезвычайно существенна.
Управление радиоэкологическим риском требует знаний о насыщенности радиоактивными изотопами окружающей среды, о принципах воздействия радиации на человека, о методах и способах охраны среды обитания и самого человека от неблагоприятных радиационных факторов.
Дисциплина «Физическая радиоэкология» относится к общенаучному циклу (вариативная часть) по направлению подготовки 011200.68.07 «Окружающая среда и человек: основы надзора и контроля» укрупненной группы 010000 «Физико-математические науки».
Целью изучения дисциплины является подготовка специалистов, способных оценивать реальную опасность естественных и техногенных радиационных факторов для человека, живущего и работающего в среде, наполненной природными и антропогенными источниками излучения.
Задачи профессиональной деятельности магистра
К задачам изучения дисциплины в соответствии с требованиями к компетенции направления подготовки магистров относятся:
получение знаний, составляющих основу научных представлений о радиоактивности, ионизирующих излучениях, их воздействии на среду и человека;
овладение умениями оценивать радиационные риски от природных и техногенных источников радиации, получать и систематизировать результаты измерения радиационных параметров окружающей среды, организовывать научно-исследовательскую деятельность по оценке радиационной ситуацииы;
выработка навыков применения теоретических радиоэкологических знаний в повседневной жизни при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в первую очередь научных.
Требования к результатам освоения дисциплины
По окончании изучения дисциплины «Физическая радиоэкология» магистр должен обладать:
системной подготовкой в области физической радиоэкологии;
специализацией, определяемой перечнем дисциплин из предметной области;
пониманием основных тенденций, ведущих к перераспределению важности основных дозообразующих факторов.
знать:
основы учения о радиоактивности и ионизирующих излучениях, основные понятия и принципы радиоэкологии, главные источники радиационной опасности;
принципы организации работ по обеспечению радиационной безопасности населения и среды обитания человека;
уметь:
эффективно использовать полученные знания для оценки радиационной обстановки;
формулировать и решать задачи, возникающие в ходе исследования радиационной обстановки и направленные на обеспечение радиационной безопасности населения;
выбирать необходимые методы исследования радиационных факторов, модифицировать существующие и разрабатывать новые методы исходя из задач конкретного исследования;
обрабатывать полученные результаты, анализировать и осмысливать их с учетом имеющихся литературных данных;
владеть:
методами (способами) расчёта и оценки дозовых нагрузок населения, обусловленных природными и техногенными факторами;
действующими стандартами, нормами в области радиоэкологии, позволяющими оценивать результаты радиационных исследований.
Задачей изучения дисциплины является формирование следующих общекультурных компетенций:
(ОК-1): способностью демонстрировать углубленные знания в области математики и естественных наук;
(ОК-3): способностью самостоятельно приобретать с помощью информационных технологий и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять свое научное мировоззрение.
способностью использовать углубленные знания правовых и этических норм при оценке последствий своей профессиональной деятельности, при разработке и осуществлении социально значимых проектов (ОК-4);
способностью использовать базовые знания и навыки управления информацией для решения исследовательских профессиональных задач, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-10).
б) профессиональные (ПК): общепрофессиональные:
ПК-1: способностью свободно владеть фундаментальными разделами физики, необходимыми для решения научно-исследовательских задач (в соответствии со своей магистерской программой);
научно-исследовательская деятельность:
ПК-3: способностью самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований в области физики (в соответствии с профилем магистерской программы) и решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных технологий с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта;
научно-инновационная деятельность:
способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-6);
способностью свободно владеть профессиональными знаниями для анализа и синтеза физической информации (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-7);
ПК-8: способностью проводить свою профессиональную деятельность с учетом социальных, этических и природоохранных аспектов.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы
|
Всего
зачетных единиц
(часов)
|
Семестр
|
11
|
Общая трудоемкость дисциплины
|
(3) 108
|
(3) 108
|
Аудиторные занятия:
|
0,78 (28)
|
0,78 (28)
|
Лекции
|
0,39 (14)
|
0,39 (14)
|
Практические занятия (ПЗ)
|
0,39 (14)
|
0,39 (14)
|
Самостоятельная работа:
|
1,22 (44)
|
1,22 (44)
|
изучение теоретического курса (ТО)
|
0,56 (20)
|
0,56 (20)
|
Реферат
|
0,66 (24)
|
0,66 (24)
|
Вид промежуточного контроля (экзамен)
|
экзамен, 1
(36)
|
экзамен, 1
(36)
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы дисциплины
№
п/п
|
Разделы дисциплины
|
1
|
Тема 1. Основные сведения о радиоактивности
|
2
|
Тема 2. Количественные характеристики радиоактивности объектов окружающей среды
|
3
|
Тема 3. Источники ионизирующих излучений и их влияние на живые организмы, в том числе человека
|
4
|
Тема 4. Природные ИИИ как основной источник облучения
населения
|
5
|
Тема 5. Радон и его дочерние продукты распада (ДПР)
|
6
|
Тема 6. Техногенные радионуклиды в окружающей среде
|
7
|
Тема 7. Инстументальные радиоэкологические исследования
|
8
|
Тема 8. Способы расчёта индивидуальных и коллективных доз
|
Практические занятия
Практические занятия по дисциплине «Физическая радиоэкология» будут способствовать умению студентов рассчитывать количественные характеристики радиоактивности и радиационной обстановки, организовывать и проводить инструментальные радиоэкологические измерения.
Общий объем практических занятий – 14 часов.
Рекомендуемый перечень и объем практических занятий приведен
в табл. 2.1. Представленный в табл. 2.1 перечень практических занятий требует обязательного наличия следующего технического обеспечения: ПЭВМ (1 шт.) с характеристиками не ниже: Pentium 4-3.0 МГц / II SDRAM 2048 Мб / HDD SATAII 60 Гб / DWD + RW / keyb / mause / монитор 17'' или 19''; профессиональный широкодиапазонный дозиметр ДРГ-01Т1 (1 шт.), поисковый сцинтилляционный радиометр типа СРП (1 шт.), термолюминесцентные дозиметры, трековые радиометры радона (для показа).
Таблица 2.1
№
п/п
|
№ раздела
дисциплины
|
Наименование практических занятий,
объем в часах
|
1
|
2
|
Расчёт количественных характеристик радиоактивности объектов окружающей среды (2 ч.)
|
2
|
5
|
Измерение и расчёт параметров радоноопасности, разбор способов радонозащиты (4 ч.)
|
3
|
7
|
Изучение методик проведения инструментальных радиоэкологических исследований с использованием дозиметрической и радиометрической аппаратуры (4 ч.)
|
4
|
8
|
Расчёт индивидуальных и коллективных доз, обусловленных различными радиационными факторами (4 ч.)
|
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Основная литература
Астапенко, В. А. Взаимодействие излучения с атомами и наночастицами : [учеб. пособие] / В. А. Астапенко. - Долгопрудный : Интеллект, 2010. - 492 с. (2 экз.)
Онучин, А. П. Экспериментальные методы ядерной физики: [учеб. пособие] / А. П. Онучин. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2010. - 219 с. (1 экз.)
Мухин, К. Н. Экспериментальная ядерная физика, Лучшие классические учебники = Experimental Nuclear Physics : [в 3 томах] : учебник / К. Н. Мухин. - Изд. 7-е, стер. - Санкт-Петербург : Лань, 2009 (1 экз.)
Кастро Диас-Баларт, Ф. Ядерная энергия. Угроза окружающей среде или решение энергетической проблемы XXI века? = Energia Nuclear. Peligro ambiental o solucion para el siglo XXI? : [перевод с испанского] / Ф. Кастро Диас-Баларт. - Москва : Наука, 2008. - 325 с. (1 экз.)
Белозерский Г.Н. Радиационная экология: учебник для вузов: допущено учебно-методическим объединением по классическому университетскому образованию. Москва: Academia (Академия), 2008. 383 с. (10 экз.)
Иойрыш А. И. Концепция атомного права : монография/А. И. Иойрыш;. Московский университет. – 2008 (2 экз.)
Дополнительная литература
Кудряшов, Ю. Б. Радиационная биофизика: (ионизирующие излучения): учебник для студентов вузов / Ю. Б. Кудряшов; под ред.: Ю. Б. Мазурик, М. Ф. Ломанов; Московский университет [МГУ] им. М.В. Ломоносова. Москва: Физматлит [Физико-математическая литература], 2004. 442 с.
Коваленко, В. В. Введение в прикладную радиогеоэкологию / Российская академия наук [РАН]. Сибирское отделение [СО]. Институт вычислительного моделирования, Научно-исследовательский институт [НИИ] экологии рыбохозяйственных водоемов и наземных биосистем, Красноярский университет [КрасГУ]. Биологический факультет ; Российская академия наук [РАН]. Сибирское отделение [СО]. Институт вычислительного моделирования, Научно-исследовательский институт [НИИ] экологии рыбохозяйственных водоемов и наземных биосистем, Красноярский университет [КрасГУ]. Биологический факультет. - Барнаул: Наука. Сибирское отделение [СО], 1998. - 106 с
Баранов В.И., Титаева Н.А. Радиогеология. – М.: Изд-во МГУ, 1973. – 242 с.
Холостова, З. Г. Основы радиационной биофизики и региональной радиоэкологии : учебное пособие / З. Г. Холостова, В. В. Коваленко, В. Ф. Мажаров [и др.] ; Красноярский университет [КрасГУ]. - Красноярск : Красноярский университет [КрасГУ], 2002. - 219 с.
Булдаков Л.А. Радиоактивные вещества и человек. – М.: Энергоиздат, 1993. – 160 с.
Коган Р.М., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред, 1969. – 468 с.
Кольтовер ВК. Радоновая радиация: источники, дозы, биологические эффекты // Вестник РАН. – 1996. – Т. 66, № 2. С. 114-119Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. – М.: 1989. – 120 с.
Кузин А.М. Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли. – М.: Наука, 1991.
Максимов М.Т., Оджагов Г.О. Радиоактивные загрязнения и их измерения. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 304 с.
.Радиация. Дозы, эффекты, риск. – М.: Мир, 1988. – 78 с.
Радиоактивность и пища человека. – М.: Атомиздат, 1971. – 371 с.
Информационные ресурсы
http://rad-stop.ru/23-metodyi-ispolzuemyie-dlya-registratsii-ioniziruyushhiego-izlucheniya/ - Методы, используемые для регистрации ионизирующего излучения
http://rad-stop.ru/radiatsionnaya-zashhita/ioniziruushee_izluchenie.html - Ионизирующее излучение и радиоактивный распад
http://rad-stop.ru/radiatsionnaya-zashhita/osnovi_radiacionnoi_biofisiki.html - Основы радиационной биофизики
http://dosimeter-radiation-detector.ru/booc/scintillators.ru-det.pdf – ДЕТЕКТОРЫ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Гребенщиков В.В., СПбГТУ, кафедра "Экспериментальной ядерной физики"
http://kras.myatom.ru/ - Информационный центр по атомной энергии
http://rad-stop.ru/ проект «Радиация – все о радиации и мерах безопасности!
http://www.sibghk.ru/ - сайт «Горно-химический комбинат»
http://www.mnr.gov.ru/ - Министерство природных ресурсов и экологии РФ
www.usgS.gov – Сервер геологической службы США, информация по радону, радиоэкологии США
www. Atomsafe.ru - бюллетень программы ядерная и радиактивная безопасность
www,grid.no/ngo/Bellona информация объединения ”Белуна” по ядерной безопасности
http://www.krskstate.ru/nature/execute/min – Министерство природных ресурсов и лесного комплекса Красноярского края
http://www.greenpeace.org/russia/ru/ - Гринпис Россия
http://www.atomic-energy.ru/ - Российское атомное сообщество
http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=5466 - Радиоэкология/ Карташев А.Г. ,;ТУСУР (Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники), Издательство, 2011
|
