Радиационное повреждение

Радиационное повреждение – это воздействие ионизирующего излучения на физические объекты, в том числе неживые конструкционные материалы. Это может быть как вредно, так и полезно для материалов.

Радиобиология – это изучение действия ионизирующего излучения на живые существа , включая влияние радиации на здоровье человека . Высокие дозы ионизирующего излучения могут привести к повреждению живых тканей , например, радиационному ожогу и вредным мутациям, например, превращению клеток в раковые , а также могут привести к проблемам со здоровьем, таким как радиационное отравление .

Причины [ править ]

Это излучение может принимать несколько форм:

Космические лучи и последующие энергетические частицы, возникающие в результате их столкновения с атмосферой и другими материалами.
Радиоактивные дочерние продукты ( радиоизотопы ), образующиеся в результате столкновения космических лучей с атмосферой и другими материалами, включая живые ткани.
Пучки энергичных частиц из ускорителя частиц .
Энергичные частицы или электромагнитное излучение ( рентгеновские лучи ), возникающие в результате столкновений таких частиц с мишенью, например, в рентгеновском аппарате или случайно при использовании ускорителя частиц.
Частицы или различные типы лучей, испускаемые в результате радиоактивного распада элементов, которые могут встречаться в природе, создаваться в результате столкновений с ускорителями или создаваться в ядерном реакторе . Они могут быть изготовлены для терапевтического или промышленного использования или случайно выброшены в результате ядерной аварии , или умышленно выброшены в результате взрыва грязной бомбы , или выброшены в атмосферу, землю или океан в результате взрыва ядерного оружия для ведения войны или ядерных испытаний .

Воздействие на материалы и устройства [ править ]

Радиация может воздействовать на материалы и устройства как вредно, так и благотворно:

Путем превращения материалов в радиоактивные (в основном за счет нейтронной активации или в присутствии высокоэнергетического гамма-излучения путем фоторасщепления ).
Путем ядерной трансмутации элементов внутри материала, включая, например, производство водорода и гелия, что, в свою очередь, может изменить механические свойства материалов и вызвать набухание и охрупчивание.
Путем радиолиза (разрыва химических связей) внутри материала, который может ослабить его, вызвать его набухание, полимеризацию, способствовать коррозии, привести к ухудшению качества, способствовать растрескиванию или иным образом изменить его желаемые механические, оптические или электронные свойства. С другой стороны, радиолиз также можно использовать для индукции сшивания полимеров, что может укрепить их или сделать более устойчивыми к воде.
Путем образования реакционноспособных соединений, воздействующих на другие материалы (например, озоновое растрескивание озоном, образующимся при ионизации воздуха).
Путем ионизации , вызывающей электрический пробой, особенно в полупроводниках, используемых в электронном оборудовании, с последующими токами, вызывающими ошибки в работе или даже необратимыми повреждениями устройств. Устройства, предназначенные для сред с высоким уровнем радиации, таких как атомная промышленность и внеатмосферные (космические) приложения, могут быть сделаны устойчивыми к такому воздействию радиации за счет конструкции, выбора материалов и методов изготовления.
Путем введения примесей или дефектов путем ионной имплантации для изменения их электрической функциональности желаемым образом.
Для лечения рака электронным, гамма- или ионным облучением или бор-нейтронозахватной терапией .

Многие из радиационных воздействий на материалы возникают в результате каскадов столкновений и покрываются радиационной химией .

Воздействие на металлы и бетон [ править ]

Радиация может оказывать вредное воздействие на твердые материалы, поскольку она может ухудшить их свойства и лишить их механической прочности. Это вызывает особую озабоченность, поскольку может сильно повлиять на их способность работать в ядерных реакторах , и на этом акцентирует внимание радиационное материаловедение , которое стремится смягчить эту опасность.

В результате их использования и воздействия радиации воздействия на металлы и бетон особое внимание уделяется изучению . Для металлов воздействие радиации может привести к радиационному упрочнению, которое упрочняет материал и впоследствии делает его хрупким (снижает ударную вязкость хрупкому разрушению , что приводит к ). Это происходит в результате выбивания атомов из узлов решетки как посредством первоначального взаимодействия, так и в результате каскада повреждений, приводящего к созданию дефектов, дислокаций (аналогично наклепу и дисперсионному твердению ). границ зерен Было показано, что инженерия посредством термомеханической обработки смягчает эти эффекты за счет изменения режима разрушения с межзеренного (происходящего вдоль границ зерен) на трансзеренный. Это увеличивает прочность материала, смягчая охрупчивающее воздействие радиации. ^[1] Радиация также может привести к сегрегации и диффузии атомов внутри материалов, что приводит к расслоению фаз и образованию пустот, а также усиливает эффекты коррозионного растрескивания под напряжением за счет изменений как в водном химическом составе, так и в микроструктуре сплава. ^[2]^[3]

Поскольку бетон широко используется при строительстве атомных электростанций, где он обеспечивает структуру, а также удерживает радиацию, влияние радиации на него также представляет большой интерес. В течение своего срока службы бетон естественным образом меняет свойства из-за нормального процесса старения, однако ядерное воздействие приведет к потере механических свойств из-за набухания заполнителей бетона и, таким образом, повредит сыпучий материал. Например, биологическая защита реактора часто состоит из портландцемента , куда добавляют плотные заполнители, чтобы уменьшить поток радиации через защиту. Эти агрегаты могут разбухнуть и сделать щит механически неработоспособным. Многочисленные исследования показали снижение прочности как на сжатие, так и на растяжение, а также модуля упругости бетона при дозировке около 10 ¹⁹ нейтронов на квадратный сантиметр. ^[4] Было также показано, что эти тенденции существуют в железобетоне , состоящем из бетона и стали. ^[5]

Знания, полученные в результате текущего анализа материалов в реакторах деления в отношении воздействия температуры, дозы облучения, состава материалов и обработки поверхности, будут полезны при проектировании будущих реакторов деления, а также при разработке термоядерных реакторов . ^[6]

Твердые тела, подверженные радиации, постоянно бомбардируются частицами высокой энергии. Взаимодействие между частицами и атомами в решетке материалов реактора вызывает смещение атомов. ^[7] В ходе длительной бомбардировки некоторые атомы не останавливаются в узлах решетки, что приводит к созданию дефектов . Эти дефекты вызывают изменения микроструктуры материала и в конечном итоге приводят к ряду радиационных эффектов.

Событие радиационного повреждения [ править ]

Взаимодействие энергичной падающей частицы с атомом решетки
Передача кинетической энергии атому решетки, в результате чего образуется первичный атом смещения.
Смещение атома из узла решетки
Движение атома через решетку, создавая дополнительные смещенные атомы.
Создание каскада смещений (сбор точечных дефектов, созданных первичным атомом смещения)
Окончание атома смещения как межузельного

Сечение излучения [ править ]

Вероятность взаимодействия между двумя атомами зависит от сечения тепловых нейтронов (измеряется в барнах ). Учитывая сечение макроскопическое $\Sigma =\sigma \rho _{A}$ (где $\sigma$ - микроскопическое сечение, а $\rho _{A}$ – плотность атомов в мишени), а скорость реакции $R=\Phi \Sigma =\Phi \sigma \rho _{A}$ (где $\Phi$ – поток пучка), вероятность взаимодействия становится ${\textstyle P\,dx=N_{j}\sigma (E_{i})\,dx=\Sigma \,dx}$ . ^{[ нужны разъяснения ]}Ниже перечислены поперечные сечения обычных атомов или сплавов.

Сечения тепловых нейтронов (амбар) ^[8]

Магний	0.059
Вести	0.17
Цирконий	0.18
Циркалой-4	0.22
Алюминий	0.23
Железо	2.56
Аустенитная нержавеющая сталь	3.1
Никель	4.5
Титан	6.1
Гафний	104
Бор	750
Кадмий	2520
Гадолиний	48,890

эволюция облучением под Микроструктурная

Микроструктурная эволюция материала обусловлена накоплением дефектов в течение периода длительного воздействия радиации. Это накопление лимитируется рекомбинацией дефектов, кластеризацией дефектов и аннигиляцией дефектов на стоках. Дефекты должны термически мигрировать к стокам и при этом часто рекомбинировать или достигать стоков для рекомбинации. В большинстве случаев D _рад = D _v C _v + D _i C _i >> D _therm , т. е. движение междоузлий и вакансий по решеточной структуре материала в результате излучения часто перевешивает термическую диффузию тот же материал.

Одним из последствий потока вакансий к стокам является соответствующий поток атомов от стока. Если вакансии не уничтожаются и не рекомбинируются перед сбором в стоках, они образуют пустоты. При достаточно высокой температуре, в зависимости от материала, эти пустоты могут заполняться газами разложения сплава, что приводит к набуханию материала. ^[9] Это огромная проблема для чувствительных к давлению или ограниченных материалов, которые находятся под постоянной радиационной бомбардировкой, таких как реакторы с водой под давлением . Во многих случаях поток излучения нестехиометричен, что вызывает сегрегацию внутри сплава. Этот нестехиометрический поток может привести к значительному изменению локального состава вблизи границ зерен. ^[10] где движение атомов и дислокаций затруднено. Когда этот поток продолжается, обогащение растворенных веществ в поглотителях может привести к осаждению новых фаз.

Термомеханические эффекты облучения [ править ]

Упрочнение [ править ]

Радиационное упрочнение представляет собой упрочнение рассматриваемого материала путем внедрения кластеров дефектов, примесно-дефектных кластерных комплексов, дислокационных петель, дислокационных линий, пустот, пузырьков и выделений. Для сосудов под давлением потеря пластичности, возникающая в результате увеличения твердости, вызывает особую озабоченность.

Охрупчивание [ править ]

Радиационное охрупчивание приводит к снижению энергии разрушения из-за уменьшения деформационного упрочнения (поскольку упрочнение уже происходит во время облучения). Это мотивировано причинами, очень похожими на те, которые вызывают радиационное затвердевание; образование скоплений дефектов, дислокаций, пустот и выделений. Вариации этих параметров затрудняют прогнозирование точной величины охрупчивания. ^[11] но обобщенные значения измерения демонстрируют предсказуемую последовательность.

Крип [ править ]

Термическая ползучесть облученных материалов незначительна по сравнению с радиационной ползучестью, которая может превышать 10 ⁻⁶сек ⁻¹. ^[12] Механизм заключается не в повышении коэффициента диффузии, как можно было бы понять из повышенной температуры, а в взаимодействии между напряжением и развивающейся микроструктурой. Стресс вызывает зарождение петель и вызывает преимущественное поглощение междоузлий в местах дислокаций, что приводит к набуханию. ^[13] Набухание в сочетании с охрупчиванием и затвердеванием может иметь катастрофические последствия для любого ядерного материала, находящегося под значительным давлением.

Рост [ править ]

Рост облученных материалов вызван разностью диффузионной анизотропии (DAD). Это явление часто встречается в цирконии, графите и магнии из-за природных свойств.

Проводимость [ править ]

Тепловая и электропроводность зависят от переноса энергии через электроны и решетку материала. Дефекты решетки и замещение атомов путем трансмутации нарушают эти пути, что приводит к снижению обоих типов проводимости из-за радиационного повреждения. Величина снижения зависит от преобладающего типа проводимости (электронного или закона Видемана-Франца , фононного) в материале и особенностей радиационного повреждения и поэтому пока трудно прогнозируема.

на полимеры Воздействие

Радиационное повреждение может повлиять на полимеры, которые находятся в ядерных реакторах, медицинских приборах, электронных упаковках и деталях аэрокосмической промышленности, а также на полимеры, которые подвергаются стерилизации или облучению для использования в пищевой и фармацевтической промышленности. ^[14]^[15] Ионизирующее излучение также можно использовать для целенаправленного усиления и изменения свойств полимеров. ^[16] Исследования в этой области были сосредоточены на трех наиболее распространенных источниках излучения, используемых в этих целях, включая гамма-излучение, электронный луч и рентгеновское излучение. ^[17]

Механизмы радиационного повреждения полимеров и металлов различны, поскольку дислокации и границы зерен не имеют реального значения в полимере. Вместо этого полимеры деформируются за счет движения и перестановки цепей, которые взаимодействуют посредством сил Ван-дер-Ваальса и водородных связей. В присутствии высокой энергии, например, ионизирующего излучения, ковалентные связи, соединяющие сами полимерные цепи, могут преодолеть силы притяжения и образовать пару свободных радикалов . Эти радикалы затем участвуют в ряде реакций полимеризации, подпадающих под классификацию радиационной химии . Сшивание описывает процесс, посредством которого углеродцентрированные радикалы в разных цепях объединяются, образуя сеть поперечных связей . Напротив, разрыв цепи происходит, когда углеродцентрированный радикал в основной цепи полимера реагирует с другим свободным радикалом, обычно кислородом в атмосфере, вызывая разрыв основной цепи. Свободные радикалы также могут вступать в реакции, которые прививают новые функциональные группы к основной цепи или ламинируют два полимерных листа без клея. ^[17]

Имеются противоречивые сведения об ожидаемых эффектах ионизирующего излучения для большинства полимеров, поскольку условия радиации очень влиятельны. Например, мощность дозы определяет, насколько быстро образуются свободные радикалы и способны ли они диффундировать через материал для рекомбинации или участвовать в химических реакциях. ^[18] На соотношение сшивки и разрыва цепи также влияют температура, окружающая среда, наличие кислорода по сравнению с инертными газами, источник радиации (изменение глубины проникновения) и то, был ли полимер растворен в водном растворе. ^[15]

Сшивка и разрыв цепи оказывают различное влияние на механические свойства. Облученные полимеры обычно подвергаются обоим типам реакций одновременно, но не обязательно в одинаковой степени. ^[19] Поперечные связи укрепляют полимер, предотвращая скольжение цепи, что эффективно приводит к термореактивным свойствам. Сшивки и разветвления приводят к более высокой молекулярной массе и полидисперсности. ^[18] Таким образом, эти полимеры обычно имеют повышенную жесткость, предел прочности и предел текучести. ^[20] и снижение растворимости. ^[14] Хорошо известно, что полиэтилен обладает улучшенными механическими свойствами в результате сшивки, включая повышенную прочность на разрыв и уменьшение удлинения при разрыве. ^[16] Таким образом, он имеет «несколько полезных применений в таких разнообразных областях, как анкерные болты для горнодобывающей промышленности, армирование бетона, производство легких высокопрочных канатов и тканей с высокими эксплуатационными характеристиками». ^[14]

Напротив, реакции разрыва цепи ослабляют материал за счет уменьшения средней молекулярной массы цепей, в результате чего снижается прочность на растяжение и изгиб, а растворимость увеличивается. ^[14] Разрыв цепи происходит преимущественно в аморфных областях полимера. Он может увеличить кристалличность в этих областях, облегчая повторную сборку коротких цепочек. Таким образом, было замечено, что кристалличность увеличивается с дозой. ^[18] что приводит к более хрупкому материалу на макроуровне. Кроме того, «газообразные продукты, такие как CO ₂ , могут задерживаться в полимере, и это может привести к последующему растрескиванию и растрескиванию из-за накопленных локальных напряжений». ^[14] Примером этого явления являются 3D-печатные материалы, которые часто бывают пористыми из-за конфигурации печати. ^[20] Кислород может диффундировать в поры и вступать в реакцию с оставшимися в живых свободными радикалами, что приводит к охрупчиванию . ^[20] Некоторые материалы продолжают ослабевать из-за старения, поскольку на них реагируют оставшиеся свободные радикалы. ^[15]

Устойчивость этих полимеров к радиационному повреждению можно улучшить путем прививки или сополимеризации ароматических групп, которые повышают стабильность и снижают реакционную способность, а также путем добавления антиоксидантов и наноматериалов , которые действуют как поглотители свободных радикалов. ^[19] Кроме того, полимеры с более высокой молекулярной массой будут более устойчивы к радиации. ^[18]

Воздействие на газы [ править ]

Воздействие радиации вызывает химические изменения в газах. Наименее подвержены повреждению благородные газы , в которых основной проблемой является ядерная трансмутация с последующими химическими реакциями продуктов ядерной реакции.

Высокоинтенсивное ионизирующее излучение в воздухе может вызывать видимое ионизированное свечение характерного голубовато-пурпурного цвета. Свечение можно наблюдать, например, во время аварий, связанных с критичностью , вокруг грибовидных облаков вскоре после ядерного взрыва или внутри поврежденного ядерного реактора, как во время чернобыльской катастрофы .

значительные количества озона Могут быть произведены . Даже небольшое количество озона может со временем вызвать озоновое растрескивание многих полимеров, помимо повреждения самим излучением.

Газонаполненные детекторы радиации [ править ]

В некоторых газообразных ионизационных детекторах радиационное повреждение газов играет важную роль в старении устройства, особенно в устройствах, подвергающихся в течение длительного времени воздействию излучения высокой интенсивности, например, детекторы для Большого адронного коллайдера или трубки Гейгера-Мюллера.

Для процессов ионизации требуется энергия выше 10 эВ, а для расщепления ковалентных связей в молекулах и образования свободных радикалов требуется всего 3-4 эВ. Электрические разряды, инициированные событиями ионизации частиц, приводят к образованию плазмы, населенной большим количеством свободных радикалов. Высокореактивные свободные радикалы могут рекомбинировать обратно в исходные молекулы или инициировать цепочку реакций свободнорадикальной полимеризации с другими молекулами, образуя соединения с увеличивающейся молекулярной массой . Эти высокомолекулярные соединения затем осаждаются из газовой фазы, образуя проводящие или непроводящие отложения на электродах и изолирующих поверхностях детектора и искажая его отклик. Газы, содержащие углеводородные тушители, например аргон - метан , обычно чувствительны к старению в результате полимеризации; добавление кислорода имеет тенденцию снижать скорость старения. Следовые количества силиконовых масел , присутствующие в результате выделения газов из силиконовых эластомеров и особенно следов силиконовых смазок , имеют тенденцию разлагаться и образовывать отложения. кристаллы кремния на поверхности. Газообразные смеси аргона (или ксенона ) с углекислым газом и, при необходимости, также с 2-3% кислорода обладают высокой устойчивостью к высоким потокам радиации. Кислород добавляется, поскольку благородный газ с углекислым газом имеет слишком высокую прозрачность для фотонов высокой энергии ; Озон, образующийся из кислорода, является сильным поглотителем ультрафиолетовых фотонов. Тетрафторид углерода может использоваться в качестве компонента газа для высокоскоростных детекторов; Однако радикалы фтора, образующиеся во время операции, ограничивают выбор материалов для камер и электродов (например, необходимы золотые электроды, поскольку радикалы фтора разъедают металлы, образуя фториды ). Однако добавление тетрафторида углерода может устранить отложения кремния. Присутствие углеводородов с тетрафторидом углерода приводит к полимеризации. Смесь аргона, тетрафторида углерода и углекислого газа демонстрирует малое старение при высоком потоке адронов . ^[21]

Воздействие на жидкости [ править ]

Как и газы, жидкости не имеют фиксированной внутренней структуры; Таким образом, воздействие радиации в основном ограничивается радиолизом , изменяющим химический состав жидкостей. Как и в случае с газами, одним из основных механизмов является образование свободных радикалов .

Все жидкости, за некоторыми экзотическими исключениями, подвержены радиационному повреждению; например, расплавленный натрий, в котором нет химических связей, подлежащих разрушению, и жидкий фтористый водород , который производит газообразный водород и фтор, которые самопроизвольно реагируют обратно с фтористым водородом.

Воздействие на воду [ править ]

Вода, подвергнутая ионизирующему излучению, образует свободные радикалы водорода и гидроксила , которые могут рекомбинировать с образованием газообразного водорода , кислорода , перекиси водорода , гидроксильных радикалов и перекисных радикалов. В живых организмах, которые состоят в основном из воды, большая часть повреждений наносится активными формами кислорода — свободными радикалами, образующимися из воды. Свободные радикалы атакуют биомолекулы , образующие структуры внутри клеток , вызывая окислительный стресс (кумулятивный ущерб, который может быть достаточно значительным, чтобы вызвать гибель клеток, или может вызвать повреждение ДНК , что может привести к раку ).

В системах охлаждения ядерных реакторов образование свободного кислорода может способствовать коррозии , и этому противодействуют добавлением водорода в охлаждающую воду. ^[22] Водород не расходуется, так как на каждую молекулу, реагирующую с кислородом, при радиолизе воды выделяется одна молекула; избыток водорода просто служит для смещения равновесия реакции, образуя исходные водородные радикалы. Восстановительная среда в водо-водяных реакторах менее склонна к накоплению окислительных частиц. Химия кипящего теплоносителя реактора более сложна, поскольку окружающая среда может быть окислительной. Большая часть радиолитической активности происходит в активной зоне реактора, где поток нейтронов самый высокий; основная часть энергии выделяется в воде за счет быстрых нейтронов и гамма-излучения, вклад тепловых нейтронов значительно меньше. В безвоздушной воде концентрация водорода, кислорода и перекиси водорода достигает устойчивого состояния при радиации около 200 Гр. В присутствии растворенного кислорода реакции продолжаются до тех пор, пока кислород не израсходуется и равновесие не сместится. Нейтронная активация воды приводит к накоплению низких концентраций форм азота; из-за окислительного действия активных форм кислорода они, как правило, присутствуют в виде нитрат- анионы. В восстановительных средах аммиак может образовываться . Однако ионы аммиака могут впоследствии окисляться до нитратов. Другими веществами, присутствующими в охлаждающей воде, являются окисленные продукты коррозии (например, хроматы ) и продукты деления (например, пертехнетат- и периодат- анионы, уранил- и нептунил -катионы). ^[23] Поглощение нейтронов ядрами водорода приводит к накоплению дейтерия и трития в воде.Поведение сверхкритической воды , важное для сверхкритических водных реакторов , отличается от радиохимического поведения жидкой воды и пара и в настоящее время исследуется. ^[24]

Величина воздействия радиации на воду зависит от вида и энергии излучения, а именно от его линейной передачи энергии . Безгазовая вода, подвергнутая воздействию гамма-лучей с низкой ЛПЭ, практически не образует продуктов радиолиза и поддерживает равновесие при их низкой концентрации. с высокой ЛПЭ Альфа-излучение производит большее количество продуктов радиолиза. В присутствии растворенного кислорода всегда происходит радиолиз. Растворенный водород полностью подавляет радиолиз излучением с низкой ЛПЭ, в то время как радиолиз все еще происходит при

Присутствие активных форм кислорода оказывает сильное разрушительное воздействие на растворенные органические химические вещества. Это используется при восстановлении подземных вод путем обработки электронным лучом . ^[25]

Контрмеры [ править ]

Двумя основными подходами к уменьшению радиационного повреждения являются уменьшение количества энергии, выделяемой в чувствительный материал (например, путем экранирования, расстояния от источника или пространственной ориентации), или модификация материала, чтобы он был менее чувствительным к радиационному повреждению (например, путем добавления антиоксидантов). , стабилизаторы или выбор более подходящего материала).В дополнение к упомянутому выше усилению защиты электронных устройств, некоторая степень защиты может быть получена путем экранирования, обычно с использованием материалов высокой плотности (особенно свинца, где пространство критично, или бетона, где пространство доступно) между источником излучения и зонами. быть защищенным. Что касается биологических эффектов таких веществ, как радиоактивный йод , прием нерадиоактивных изотопов может существенно снизить биологическое поглощение радиоактивной формы, а хелатная терапия может применяться для ускорения удаления радиоактивных материалов, образующихся из тяжелых металлов, из организма естественными процессами. .

Для твердых радиационных повреждений [ править ]

Надежные меры противодействия радиационному поражению состоят из трех подходов. Во-первых, насыщение матрицы слишком крупными растворенными веществами. Это позволяет задержать набухание, возникающее в результате ползучести и движения дислокаций. Они также помогают предотвратить диффузию, которая ограничивает способность материала подвергаться радиационно-индуцированной сегрегации. ^[26] Во-вторых, диспергирование оксида внутри матрицы материала. Дисперсный оксид помогает предотвратить ползучесть, а также уменьшить набухание и уменьшить радиационно-индуцированную сегрегацию, предотвращая движение дислокаций, а также образование и движение междоузлий. ^[27] Наконец, если сделать границы зерен как можно меньшими, можно затруднить движение дислокаций, что предотвращает охрупчивание и упрочнение, которые приводят к разрушению материала. ^[28]

Воздействие на человека [ править ]

Ионизирующее излучение, как правило, вредно и потенциально смертельно для живых существ, но может принести пользу здоровью при лучевой терапии для лечения рака и тиреотоксикоза . Его наиболее частым воздействием является индукция рака с латентным периодом в годы или десятилетия после воздействия. Высокие дозы могут вызвать визуальные драматические радиационные ожоги и/или быструю смерть в результате острого лучевого синдрома . Контролируемые дозы используются для медицинской визуализации и лучевой терапии .

Большинство неблагоприятных последствий радиационного воздействия для здоровья можно сгруппировать в две общие категории:

Детерминированные эффекты (вредные тканевые реакции), в значительной степени обусловленные гибелью или нарушением функции клеток после высоких доз; и
Стохастические эффекты, т.е. рак и наследственные эффекты, включающие либо развитие рака у облученных лиц вследствие мутации соматических клеток, либо наследственное заболевание у их потомства вследствие мутации репродуктивных (зародышевых) клеток. ^[29]

См. также [ править ]

Дальнейшее чтение [ править ]

Холтон, Дж. М. (2009). «Руководство для начинающих по радиационным повреждениям» . Журнал синхротронного излучения . 16 (2): 133–142. Бибкод : 2009JSynR..16..133H . дои : 10.1107/S0909049509004361 . ПМК 2651760 . ПМИД 19240325 .
Мучова, Э. (2023). «Радиационное повреждение в результате обширной локальной ионизации воды в результате двухступенчатого распада сольватированных ионов, опосредованного переносом электронов» . Нат. Хим . 120 (4): 1408–1414. Бибкод : 2023НатЧ..15.1408Г . дои : 10.1038/s41557-023-01302-1 . ПМЦ 10533389 . ПМИД 37620544 .
Гибсон, Дж. Б. (1960). «Динамика радиационных повреждений». Физический обзор . 120 (4): 340. Бибкод : 1960PhRv..120.1229G . дои : 10.1103/PhysRev.120.1229 .

Ссылки [ править ]

^ Тан, Л.; Аллен, Т.; Басби, J.journal = Журнал ядерных материалов (2013). «Зернограничная инженерия конструкционных материалов ядерных реакторов» . Журнал ядерных материалов . 441 (1–3): 661–666. Бибкод : 2013JNuM..441..661T . дои : 10.1016/j.jnucmat.2013.03.050 .
^ Аллен, Тодд; Был, Гэри (2007). «Радиационно-усиленная диффузия и радиационно-индуцированная сегрегация» . В Сикафусе, Курт; Котомин, Евгений; Уберуага, Блас (ред.). Радиационные эффекты в твердых телах . Научная серия НАТО. Том. 235. Спрингер Нидерланды. стр. 123–151. дои : 10.1007/978-1-4020-5295-8_6 . ISBN 978-1-4020-5295-8 . ISSN 1568-2609 .
^ Был, Г.; Андресен, П. (2007). «Поведение сплавов в результате коррозионного растрескивания под напряжением в агрессивных средах активной зоны ядерного реактора». Коррозия . 63 : 19–45. дои : 10.5006/1.3278331 .
^ Филд, К.; Ремек, И.; Ле Папе, Ю. (2015). «Радиационное воздействие на бетон для атомных электростанций – Часть I: Количественная оценка радиационного воздействия и радиационных эффектов» . Ядерная инженерия и дизайн . 282 : 126–143. дои : 10.1016/j.nucengdes.2014.10.003 .
^ Мирхосейни, Сомайесадат; Полак, Мария Анна; Панди, Махеш (2014). «Влияние ядерной радиации на поведение железобетонных элементов». Ядерная инженерия и дизайн . 269 : 57–65. doi : 10.1016/j.nucengdes.2013.08.007 .
^ Был, Гэри (2007). «Деградация материалов в реакторах деления: извлеченные уроки, имеющие отношение к системам термоядерных реакторов». Журнал ядерных материалов . 367–370: 11–20. Бибкод : 2007JNuM..367...11W . дои : 10.1016/j.jnucmat.2007.03.008 .
^ Тодреас, Ниль Э. (1992). Ядерные системы: элементы теплового проектирования, том 2 (2-е изд.). Издательство «Полусфера». п. 74. ИСБН 9781560320883 . Проверено 5 ноября 2015 г.
^ Мунтер, Алан. «Длины и сечения рассеяния нейтронов» . НИСТ Центр нейтронных исследований . НИСТ . Проверено 5 ноября 2015 г.
^ Гарнер, ФА; Пакен, Николас Х. (1987). Радиационные изменения микроструктуры: 13-й международный симпозиум . АСТМ. п. 161. ИСБН 978-0803109629 .
^ Инглиш, Колин А.; Мерфи, Сьюзен М.; Перкс, Джонатан М. (1990). «Радиационная сегрегация в металлах». Журнал Химического общества, Faraday Transactions . 86 (8): 1263–1271. дои : 10.1039/FT9908601263 .
^ Одетт, Греция; Лукас, GE (2001). «Охрупчивание корпусов ядерных реакторов». Журнал материалов . 53 (7): 18–22. Бибкод : 2001JOM....53g..18O . дои : 10.1007/s11837-001-0081-0 . S2CID 138790714 .
^ Вулфер, WG (октябрь 1979 г.). «Радиационная ползучесть в монокристаллах гранецентрированных кубических материалов». Журнал «Философия» (A31): 61–70.
^ Буллоу, Р.; Вуд, Миннесота (май 1980 г.). «Механизмы радиационного роста ползучести». Журнал ядерных материалов . 90 (1–3): 1–21. Бибкод : 1980JNuM...90....1B . дои : 10.1016/0022-3115(80)90241-X .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Райхманис, Эльза; Фрэнк, Кертис В.; О'Доннелл, Джеймс Х., ред. (13 апреля 1993 г.). «Радиационное воздействие на полимерные материалы». Облучение полимерных материалов: процессы, механизмы и применение . Серия симпозиумов ACS. Том. 527. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. стр. 1–8. дои : 10.1021/bk-1993-0527.ch001 . ISBN 978-0-8412-2662-3 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Радиационное воздействие на полимерные материалы, обычно используемые в медицинских изделиях . (2021). Международное агентство по атомной энергии. https://nucleus.iaea.org/sites/diif/PublishingImages/Pages/IAEAPublications/IAEA%201st%20RCM%20F23035%20Report_Final.pdf
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Беднарик, Мартин; Манас, Давид; Манас, Мирослав; Мизера, Алесь; Резничек, Мартин (2016). Масторакис, Н.; Младенов В.; Булуча, А. (ред.). «Влияние ионизирующего бета-излучения на механические свойства полиэтилена при термическом напряжении» . Сеть конференций MATEC . 76 : 02019. doi : 10.1051/matecconf/20167602019 . ISSN 2261-236X .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Жирар-Перье, Нина; Дори, Сэмюэл; Марк, Сильвен Р.А.; Дюпюи, Натали (01 января 2021 г.). «Картирование научных исследований по воздействию ионизирующего излучения на полимеры (1975–2019)» . Е-полимеры . 21 (1): 770–778. дои : 10.1515/epoly-2021-0065 . ISSN 1618-7229 . S2CID 238477812 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Наварро, Родриго; Бурильо, Гильермина; Адем, Эсбайде; Маркос-Фернандес, Анхель (3 апреля 2018 г.). «Влияние ионизирующего излучения на химическую структуру и физические свойства поликапролактонов различной молекулярной массы» . Полимеры . 10 (4): 397. дои : 10.3390/polym10040397 . ISSN 2073-4360 . ПМК 6415462 . ПМИД 30966432 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Чжэн, Гуйкай; Чжу, Мин; Лю, Чао; Сяо, Цян; Ван, Цици (01 ноября 2021 г.). «Прогресс в области модификации стойкости полимерных материалов к ионизирующему излучению» . Физический журнал: серия конференций . 2109 (1): 012021. Бибкод : 2021JPhCS2109a2021Z . дои : 10.1088/1742-6596/2109/1/012021 . ISSN 1742-6588 . S2CID 244771418 .
↑ Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Вади, Пол; Василевский, Алекс; Брок, Люси; Эдж, Рут; Байдак, Александр; Макбрайд, Коннор; Ли, Лаура; Гриффитс, Аррон; Валлес, Кристина (01 января 2020 г.). «Влияние ионизирующего излучения на механические и структурные свойства 3D-печатных пластиков» . Аддитивное производство . 31 : 100907. дои : 10.1016/j.addma.2019.100907 . ISSN 2214-8604 . S2CID 210802073 .
^ Наппи, Э.; Сегино, Дж. (2004). Материалы семинара проекта INFN ELOISATRON: Инновационные детекторы для суперколлайдеров, Эриче, Италия, 28 сентября - 4 октября 2003 г. Всемирная научная. п. 199. ИСБН 9789812702951 . Проверено 28 января 2015 г.
^ Интегрированное издательство. «Влияние радиации на химический состав воды (синтез) - h1015v2_23» . tpub.com . Проверено 28 января 2015 г.
^ Радиохимия в атомных энергетических реакторах . нап.еду. 1996. дои : 10.17226/9263 . ISBN 978-0-309-30330-9 . Проверено 28 января 2015 г.
^ Ёсуке Кацумура; Киёси Киучи; Масафуми Домаэ; Хидэтоси Карасава; Норихиса Сайто; Тадасу Ёцуянаги (6 мая 2005 г.). «Программа исследований по водной химии воды сверхкритического давления в поле радиации» (PDF) . 14-я Международная конференция по свойствам воды и пара в Киото : 545–550 . Проверено 28 января 2015 г.
^ Спотхейм-Моризо, М.; Мостафави, М.; Дуки, Т. (2008). Радиационная химия: от основ к приложениям в науках о материалах и жизни . ЭДП наук. ISBN 9782759800247 . Проверено 28 января 2015 г.
^ Фурнье, Л.; Сенсер, Б.Х.; Был, ГС; Симонен, Е.П.; Брюммер, С.М. (15 сентября 2003 г.). «Влияние слишком больших добавок растворенных веществ на радиационно-индуцированные изменения и поведение послерадиационного межкристаллитного коррозионного растрескивания под напряжением в высокочистых нержавеющих сталях 316». Журнал ядерных материалов . 231 (2–3): 192–209. Бибкод : 2003JNuM..321..192F . дои : 10.1016/S0022-3115(03)00243-5 .
^ Бродрик, Дж.; Хепберн, диджей; Экланд, GJ (февраль 2014 г.). «Механизм стойкости к радиационным повреждениям в сталях, упрочненных дисперсией оксида иттрия». Журнал ядерных материалов . 445 (1–3): 291–297. arXiv : 1310.2061 . Бибкод : 2014JNuM..445..291B . дои : 10.1016/j.jnucmat.2013.10.045 . S2CID 96855499 .
^ Бай, Сянь-Мин; Уберуага, Блас П. (3 ноября 2013 г.). «Влияние границ зерен на образование точечных дефектов в материалах, вызванных радиацией: обзор атомистических исследований». Журнал материалов . 65 (3): 360–373. Бибкод : 2013JOM....65c.360B . дои : 10.1007/s11837-012-0544-5 . S2CID 135563041 .
^ Параграф 55 в: IRCP 2007: «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.» . Международная комиссия по радиологической защите . Энн. МКРЗ 37 (2-4)

[Tan13-1] Тан, Л.; Аллен, Т.; Басби, J.journal = Журнал ядерных материалов (2013). «Зернограничная инженерия конструкционных материалов ядерных реакторов» . Журнал ядерных материалов . 441 (1–3): 661–666. Бибкод : 2013JNuM..441..661T . дои : 10.1016/j.jnucmat.2013.03.050 .

[Allen07-2] Аллен, Тодд; Был, Гэри (2007). «Радиационно-усиленная диффузия и радиационно-индуцированная сегрегация» . В Сикафусе, Курт; Котомин, Евгений; Уберуага, Блас (ред.). Радиационные эффекты в твердых телах . Научная серия НАТО. Том. 235. Спрингер Нидерланды. стр. 123–151. дои : 10.1007/978-1-4020-5295-8_6 . ISBN 978-1-4020-5295-8 . ISSN 1568-2609 .

[Was07-3] Был, Г.; Андресен, П. (2007). «Поведение сплавов в результате коррозионного растрескивания под напряжением в агрессивных средах активной зоны ядерного реактора». Коррозия . 63 : 19–45. дои : 10.5006/1.3278331 .

[Field15-4] Филд, К.; Ремек, И.; Ле Папе, Ю. (2015). «Радиационное воздействие на бетон для атомных электростанций – Часть I: Количественная оценка радиационного воздействия и радиационных эффектов» . Ядерная инженерия и дизайн . 282 : 126–143. дои : 10.1016/j.nucengdes.2014.10.003 .

[Mirhosseini14-5] Мирхосейни, Сомайесадат; Полак, Мария Анна; Панди, Махеш (2014). «Влияние ядерной радиации на поведение железобетонных элементов». Ядерная инженерия и дизайн . 269 : 57–65. doi : 10.1016/j.nucengdes.2013.08.007 .

[Was7-6] Был, Гэри (2007). «Деградация материалов в реакторах деления: извлеченные уроки, имеющие отношение к системам термоядерных реакторов». Журнал ядерных материалов . 367–370: 11–20. Бибкод : 2007JNuM..367...11W . дои : 10.1016/j.jnucmat.2007.03.008 .

[7] Тодреас, Ниль Э. (1992). Ядерные системы: элементы теплового проектирования, том 2 (2-е изд.). Издательство «Полусфера». п. 74. ИСБН 9781560320883 . Проверено 5 ноября 2015 г.

[8] Мунтер, Алан. «Длины и сечения рассеяния нейтронов» . НИСТ Центр нейтронных исследований . НИСТ . Проверено 5 ноября 2015 г.

[9] Гарнер, ФА; Пакен, Николас Х. (1987). Радиационные изменения микроструктуры: 13-й международный симпозиум . АСТМ. п. 161. ИСБН 978-0803109629 .

[10] Инглиш, Колин А.; Мерфи, Сьюзен М.; Перкс, Джонатан М. (1990). «Радиационная сегрегация в металлах». Журнал Химического общества, Faraday Transactions . 86 (8): 1263–1271. дои : 10.1039/FT9908601263 .

[11] Одетт, Греция; Лукас, GE (2001). «Охрупчивание корпусов ядерных реакторов». Журнал материалов . 53 (7): 18–22. Бибкод : 2001JOM....53g..18O . дои : 10.1007/s11837-001-0081-0 . S2CID 138790714 .

[12] Вулфер, WG (октябрь 1979 г.). «Радиационная ползучесть в монокристаллах гранецентрированных кубических материалов». Журнал «Философия» (A31): 61–70.

[13] Буллоу, Р.; Вуд, Миннесота (май 1980 г.). «Механизмы радиационного роста ползучести». Журнал ядерных материалов . 90 (1–3): 1–21. Бибкод : 1980JNuM...90....1B . дои : 10.1016/0022-3115(80)90241-X .

[:0-14] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Райхманис, Эльза; Фрэнк, Кертис В.; О'Доннелл, Джеймс Х., ред. (13 апреля 1993 г.). «Радиационное воздействие на полимерные материалы». Облучение полимерных материалов: процессы, механизмы и применение . Серия симпозиумов ACS. Том. 527. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество. стр. 1–8. дои : 10.1021/bk-1993-0527.ch001 . ISBN 978-0-8412-2662-3 .

[:1-15] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Радиационное воздействие на полимерные материалы, обычно используемые в медицинских изделиях . (2021). Международное агентство по атомной энергии. https://nucleus.iaea.org/sites/diif/PublishingImages/Pages/IAEAPublications/IAEA%201st%20RCM%20F23035%20Report_Final.pdf

[:2-16] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Беднарик, Мартин; Манас, Давид; Манас, Мирослав; Мизера, Алесь; Резничек, Мартин (2016). Масторакис, Н.; Младенов В.; Булуча, А. (ред.). «Влияние ионизирующего бета-излучения на механические свойства полиэтилена при термическом напряжении» . Сеть конференций MATEC . 76 : 02019. doi : 10.1051/matecconf/20167602019 . ISSN 2261-236X .

[:3-17] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Жирар-Перье, Нина; Дори, Сэмюэл; Марк, Сильвен Р.А.; Дюпюи, Натали (01 января 2021 г.). «Картирование научных исследований по воздействию ионизирующего излучения на полимеры (1975–2019)» . Е-полимеры . 21 (1): 770–778. дои : 10.1515/epoly-2021-0065 . ISSN 1618-7229 . S2CID 238477812 .

[:4-18] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Наварро, Родриго; Бурильо, Гильермина; Адем, Эсбайде; Маркос-Фернандес, Анхель (3 апреля 2018 г.). «Влияние ионизирующего излучения на химическую структуру и физические свойства поликапролактонов различной молекулярной массы» . Полимеры . 10 (4): 397. дои : 10.3390/polym10040397 . ISSN 2073-4360 . ПМК 6415462 . ПМИД 30966432 .

[:5-19] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б Чжэн, Гуйкай; Чжу, Мин; Лю, Чао; Сяо, Цян; Ван, Цици (01 ноября 2021 г.). «Прогресс в области модификации стойкости полимерных материалов к ионизирующему излучению» . Физический журнал: серия конференций . 2109 (1): 012021. Бибкод : 2021JPhCS2109a2021Z . дои : 10.1088/1742-6596/2109/1/012021 . ISSN 1742-6588 . S2CID 244771418 .

[:6-20] Перейти обратно: Перейти обратно: ^а ^б ^с Вади, Пол; Василевский, Алекс; Брок, Люси; Эдж, Рут; Байдак, Александр; Макбрайд, Коннор; Ли, Лаура; Гриффитс, Аррон; Валлес, Кристина (01 января 2020 г.). «Влияние ионизирующего излучения на механические и структурные свойства 3D-печатных пластиков» . Аддитивное производство . 31 : 100907. дои : 10.1016/j.addma.2019.100907 . ISSN 2214-8604 . S2CID 210802073 .

[google-21] Наппи, Э.; Сегино, Дж. (2004). Материалы семинара проекта INFN ELOISATRON: Инновационные детекторы для суперколлайдеров, Эриче, Италия, 28 сентября - 4 октября 2003 г. Всемирная научная. п. 199. ИСБН 9789812702951 . Проверено 28 января 2015 г.

[tpub-22] Интегрированное издательство. «Влияние радиации на химический состав воды (синтез) - h1015v2_23» . tpub.com . Проверено 28 января 2015 г.

[nap-23] Радиохимия в атомных энергетических реакторах . нап.еду. 1996. дои : 10.17226/9263 . ISBN 978-0-309-30330-9 . Проверено 28 января 2015 г.

[iapws-24] Ёсуке Кацумура; Киёси Киучи; Масафуми Домаэ; Хидэтоси Карасава; Норихиса Сайто; Тадасу Ёцуянаги (6 мая 2005 г.). «Программа исследований по водной химии воды сверхкритического давления в поле радиации» (PDF) . 14-я Международная конференция по свойствам воды и пара в Киото : 545–550 . Проверено 28 января 2015 г.

[radchembas-25] Спотхейм-Моризо, М.; Мостафави, М.; Дуки, Т. (2008). Радиационная химия: от основ к приложениям в науках о материалах и жизни . ЭДП наук. ISBN 9782759800247 . Проверено 28 января 2015 г.

[26] Фурнье, Л.; Сенсер, Б.Х.; Был, ГС; Симонен, Е.П.; Брюммер, С.М. (15 сентября 2003 г.). «Влияние слишком больших добавок растворенных веществ на радиационно-индуцированные изменения и поведение послерадиационного межкристаллитного коррозионного растрескивания под напряжением в высокочистых нержавеющих сталях 316». Журнал ядерных материалов . 231 (2–3): 192–209. Бибкод : 2003JNuM..321..192F . дои : 10.1016/S0022-3115(03)00243-5 .

[27] Бродрик, Дж.; Хепберн, диджей; Экланд, GJ (февраль 2014 г.). «Механизм стойкости к радиационным повреждениям в сталях, упрочненных дисперсией оксида иттрия». Журнал ядерных материалов . 445 (1–3): 291–297. arXiv : 1310.2061 . Бибкод : 2014JNuM..445..291B . дои : 10.1016/j.jnucmat.2013.10.045 . S2CID 96855499 .

[28] Бай, Сянь-Мин; Уберуага, Блас П. (3 ноября 2013 г.). «Влияние границ зерен на образование точечных дефектов в материалах, вызванных радиацией: обзор атомистических исследований». Журнал материалов . 65 (3): 360–373. Бибкод : 2013JOM....65c.360B . дои : 10.1007/s11837-012-0544-5 . S2CID 135563041 .

[29] Параграф 55 в: IRCP 2007: «Рекомендации Международной комиссии по радиологической защите 2007 г.» . Международная комиссия по радиологической защите . Энн. МКРЗ 37 (2-4)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

[25]

[26]

[27]

[28]

[29]