Действие ионизирующего излучения на людей, острые и хронические поражения. Гигиеническое нормирование излучений для персонала и населения в целом.
В результате ионизации живой ткани происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической активности внутриклеточных структур. Особенно существенно явление радиолиза молекул воды, которая составляет до 80% массы тела человека. При радиолизе воды под влиянием ионизирующего излучения происходит выбивание электрона из ее молекулы с образованием положительно заряженного иона [Н20+]:
Н20 -> Н20+ + е-
Наряду с этим может происходить и присоединение выбитого электрона к другой молекуле воды с образованием отрицательно заряженного иона [Н20-]:
Н20 + е- → Н20-
Образовавшиеся ионы [Н20+ и Н20-] чрезвычайно нестойки — продолжительность их существования измеряется миллионными долями секунды. В связи с этим они мгновенно распадаются и образуют свободный гидроксильный радикал [ОН] и атомарный водород [Н]:
Н20+->Н+ + 0Н
н2о-→н + он-
Свободные радикалы [ОН] и [Н] могут взаимодействовать между собой:
Н + ОН→ Н20
ОН + ОН -> н2о2
Пероксид водорода также реагирует со свободным гидроксильным радикалом и образует свободный радикал гидропероксид:
Н202 + ОН→ Н20 + НО2
В результате взаимодействия атомарного водорода с кислородом, всегда имеющимся в организме, также образуется гидропероксид:
Н + 02-> Н02
Эти вещества Н202, и НО2 обладают чрезвычайно высокой химической активностью и являются сильными окислителями. Поэтому они могут вступать в несвойственные живому организму биохимические реакции, в частности изменять структуру ферментов. В результате этого фермент теряет свою активность, поэтому нормальное течение биохимических процессов и обмена веществ в организме нарушается, вызывая его общее поражение — лучевую болезнь.
Различают две формы лучевой болезни: острую и хроническую. Острая возникает в результате облучения большими дозами излучения в короткий промежуток времени (аварии на РОО); хроническая развивается в результате систематического облучения дозами, превышающими их безопасный уровень (работа на РОО при нарушении правил безопасности).
По тяжести поражения острую лучевую болезнь разделяют на 4 степени в зависимости от эквивалентной поглощенной дозы. Характеристика форм острой лучевой болезни приведена ниже.
Хроническое облучение, т. е. облучение дозами, не вызывающими острое
лучевое поражение, но в течение длительного промежутка времени может приводить:
а) к поражению отдельных органов человеческого тела (хрусталика глаза с последующим развитием катаракты)
б) к злокачественным опухолям (раку кожи кистей рук у персонала, работающего с источниками рентгеновского излучения, саркоме — рак костей при накоплении в них Ra226, раку легких — у шахтеров при вдыхании радиоактивных газов и аэрозолей и т. д.);
в) к генетическим эффектам, связанным с передачей по наследству врожденных уродств, так называемое мутагенное действие — изменение наследственных свойств организма, проявляющихся у его потомства.
Нормы радиационной безопасности устанавливают пределы дозы (ПД) для двух случаев: при нормальной радиационной обстановке и при радиационной аварии с радиоактивным загрязнением. ПД — это допустимый среднегодовой уровень облучения отдельных лиц из населения, контролируемый по усредненным дозам внешнего излучения, радиоактивным выбросам и радиоактивной загрязненности внешней среды.
Предельно допустимая доза (ПДД) — это годовой уровень облучения персонала, не вызывающий при равномерном накоплении такой дозы в течение 50 лет неблагоприятных изменений в состоянии здоровья самого облучаемого и его потомства, обнаруживаемых современными методами.
Нормы радиационной безопасности устанавливают следующие ПД:
— для лиц, работающих с техногенными источниками ионизирующего излучения (категория А), установлен предел дозы 20 мЗв/год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв.
— для остальных лиц, работающих на РОО (группа Б), доза облучения не должна превышать '/4 предела дозы для лиц категории А, т. е. 5 мЗв;
— для населения, проживающего в районе расположения РОО (категория В) предел дозы облучения — 1 мЗв/год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год.
При установлении ПДД и ПД в НРБ учитываются три группы критических органов, облучение которых приносит наибольший ущерб здоровью:
- I группа — красный костный мозг, половые органы;
— II группа — мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, легкие, хрусталик глаза, желудочно-кишечный тракт;
- Illгруппа — кожный покров, кисти, предплечья, лодыжки и стопы.
При прохождении радиационного облака и загрязнении поверхности земли человек может получить как внешнее воздействие облучения, так и внутреннее облучение — ингаляционное, пероральное и кожно- резорбтивное.
Установленные нормами пределы дозы позволяют определять нормативы на содержание радионуклидов в воздухе производственных помещений РОО, атмосферном воздухе, воде, пище, строительных материалах и т. д.:
а)для воздуха производственных помещений этот норматив выражается для каждого радионуклида в виде предела годового поступления (ПГП) в Бк/год (при определенном значении допустимой объемной активности (ДОА) радионуклида в Бк/м* — это своеобразный аналог ПДКр з для химических веществ в воздухе производственных помещений);
б)для атмосферного воздуха и природной воды установлены для всех радионуклидов аналогичные нормативы, но, естественно, значительно более жесткие нормы, учитывая более высокий уровень радиационной безопасности для населения — аналог ПДК химических веществ в атмосферном воздухе и природной воде.
36) Классификация радиационных аварий. Понятие о зоне радиационной аварии. Меры радиационной и медицинской защиты. Методики контроля ионизирующего излучения.
Развитие атомной энергетики и широкое использование различных источников ионизирующих излучений в промышленности, научных исследованиях и медицине приводит в некоторых случаях к авариям на РОО. Радиационная авария — это потеря управления источником ионизирующего излучения, которая могла привести или привела к облучению людей и радиоактивному загрязнению окружающей среды превышающими регламентируемыми величинами в контролируемых (т. е. при нормальной эксплуатации) условиях. Наиболее типичными случаями, вызывающими радиационные аварии являются:
— использование или хранение источников ионизирующего излучения с нарушением требований безопасности;
— потеря, хищение источников ионизирующего излучения;
— отказы радиационной техники, эксплуатируемой в промышленности, медицине, НИИ;
— неисправность ядерных установок транспортных средств (подводные лодки, летательные аппараты);
— аварии на атомных электрических станциях (АЭС).
По своим масштабам и последствиям наиболее опасны аварии, связанные с эксплуатацией АЭС вследствие использования значительного количества радиоактивных веществ в одном производственном блоке. Международная шкала оценки аварий на АЭС, принятая Международным Агентством по Атомной Энергетике (МАГАТЭ) включает 7 уровней этих аварий по их разрушительным последствиям для человека и окружающей среды.
Iуровень (незначительные происшествия) — это функциональные отклонения в системе управления ядерной установки, которые указывают на недостатки в обеспечении безопасности;
IIуровень (происшествие средней тяжести) — это отказы оборудования или отклонения от нормального технологического режима работы, которые хотя и не влияют на безопасность ядерной установки, но требуют пересмотра или переоценки принятых мер безопасности в сторону их усиления;
IIIуровень (серьезное происшествие) — связан с выбросом в окружающую среду радиоактивных продуктов до 5-кратной суточной нормы. Высокий уровень радиации на АЭС, который может привести к переоблучению персонала в дозах более 50 мЗв (более максимально возможной годовой дозы);
IVуровень (авария местная в пределах АЭС) — когда выброс радиоактивных продуктов приводит к заражению окружающей среды в пределах санитарно-защитной зоны АЭС (размер ее определяется по расчету рассеивания выбросов в атмосферу; доза на границе СЗЗ не должна превышать 0,1 мЗв при проектных авариях). Дозовые пределы для населения не превышаются. Имеется переоблучение персонала;
Vуровень (авария с риском для окружающей среды) — когда выброс радиоактивных веществ приводит не только к заражению окружающей среды в пределах СЗЗ, но и вне ее, что вызывает необходимость проведения защитных мероприятий для населения вокруг АЭС (йодная профилактика, частичное отселение);
VIуровень (тяжелая авария) — когда происходит выброс в окружающую среду большого количества радиоактивных веществ, накопленных в активной зоне реактора. При этом дозы 0,1 мЗв в первый год после аварии люди могут получить в радиусе 25 км от АЭС. (Доза 0,1 мЗв/год на расстоянии 25 км от АЭС называется дозовым пределом для запроектных аварий). Суммарный выброс порядка 1015 Бк.
VIIуровень (глобальная авария) — при такой аварии происходит выброс в окружающую среду большой части радиоактивных продуктов из активной зоны реактора. Превышаются дозовые пределы запроектных аварий, возникают острые лучевые поражения людей. Признак такой аварии — длительное действие на людей, проживающих на территории, включающей более чем одну страну, и длительное воздействие на окружающую среду. При авариях, повлекших за собой радиоактивное загрязнение больших территорий, на основании данных радиационной разведки устанавливается зона радиационной аварии (ЗРА).
Зона радиационной аварии определяется как территория, на которой суммарное внешнее и внутреннее облучение может превышать 5 мЗв за первый год после аварии (рис. 1.1). На этой территории осуществляется контроль (мониторинг) радиационной обстановки, а также комплекс защитных мероприятий, направленных на снижение уровня облучения населения. С этой целью ЗРА районируются на несколько промежуточных зон.
Зона ограниченного проживания (прогнозируемая доза облучения от 5 до 20 мЗв). В этой зоне не ограничивается проживание местного населения и не запрещается добровольный въезд людей (правда после разъяснения риска ущерба их здоровью, обусловленного воздействием радиации).
Зона добровольного отселения (прогнозируемая доза облучения от 20 до 50 мЗв). Въезд в эту зону для проживания запрещен. Местному населению оказывается помощь в добровольном отселении за пределы зоны. Для лиц репродуктивного возраста и детей проживание в этой зоне запрещено (принудительное отселение). Осуществляются меры радиационной и медицинской защиты, постоянного мониторинга людей и объектов окружающей среды, сельскохозяйственных продуктов, продуктов питания.
Зона отчуждения (прогнозируемая доза облучения свыше 50 мЗв). В этой зоне постоянное проживание не допускается. Допускается ограниченное время пребывания в этой зоне людей, осуществляющих ликвидацию аварий и хозяйственную деятельность, обеспечивающую эту работу. Для этих лиц нормами допускается доза облучения в расчете на год до 100 мЗв, а по специальному разрешению Госкомсанэпиднадзора РФ — до 200 мЗв.
Меры радиационной и медицинской защиты, применяемые в ЗРА, заключаются в следующем:
— ограничение времени пребывания людей на открытой местности;
— ограничение потребления зараженных местных продуктов питания и воды, вплоть до их полного исключения из рациона людей;
— временная эвакуация и ЗРА;
— полное отселение;
— йодная профилактика.
Йодная профилактика применяется для защиты щитовидной железы от накопления в ней радиоактивного йода J131. Известно, что йод обладает материальной кумуляцией, т. е. способен накапливаться в щитовидной железе. Депонирование радиоактивного йода J131обусловливает развитие в щитовидной железе патологических изменений, которые могут привести к злокачественному новообразованию. Поэтому прием препаратов стабильного йода — йодида калия или йодной настойки будет препятствовать депонированию радиоактивного йода.
В настоящее время известны и применяются на практике следующие методы регистрации величины ионизирующего излучения: ионизационный, сцинтилляционный, люминесцентный, фотографический, химический.
Ионизационный метод дозиметрии основан на измерении степени ионизации газовой среды, заполняющей регистрирующий прибор. Ионизация газа вызывается электронами, освободившимися под действием излучения. Прикладывая к электродам, вмонтированным в стен- ку ионизационной камеры, напряжение, можно регистрировать либо ток, возникающий между электродами, либо число частиц, достигающих одного из электродов (счетчик Гейгера). Обе эти величины будут пропорциональны мощности экспозиционной дозы.
По ионизационному методу работает большинство дозиметров, т. е. приборов, предназначенных для регистрации рентгеновского и ϒ-излучения. В них ионизационная камера заполняется воздухом. Ионизационный метод можно использовать и в радиометрах (приборах регистрации корпускулярного излучения) для регистрации потоков нейтронов. В этом случае ионизационная камера заполняется трифторидом бора (BF3), который, взаимодействуя с потоками нейтронов, переходит в возбужденное состояние с последующим испусканием фотонов у- или рентгеновского диапазона электромагнитных волн.
Сцинтилляционный метод основан на регистрации фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) вспышек света, возникающих в специальных химических составах — сцинтилляторах — йодистый калий, йодистый литий, сульфид цинка (KJ, LiJ, ZnSи др.) под действием излучения. Подбирая состав сцинтиллятора, можно этим методом определить не только мощность рентгеновского или у-излучения, но и мощность любого корпускулярного излучения.
Люминесцентный метод основан на накапливании энергии ионизирующего излучения специальными составами (люминофорами — алюмофосфатное стекло, щелочногалоидные соединения LiF, NaFи др.) и отдаче ее при нагреве люминофора до 180-370°С в виде светового излучения, которое можно регистрировать на фотоэлектронном умножителе (ФЭУ). На практике применяют так называемые термолюминесцентные дозиметры для индивидуальною дозиметрического контроля (например, стекла индивидуального люминесцентного контроля — ИЛ К).
Фотографический метод основан на том, что степень почернения дозиметрической пленки зависит от экспозиционной дозы. Диапазон регистрируемых доз облучения фотографическим методом составляет не более 0,5 Гр, поэтому этот метод на практике почти не применяется, кроме как для индивидуального контроля (комплект ИФК).
Химический метод основан на изменении числа или вида молекул или ионов, образующихся при поглощении раствором ионизирующего излучения. Например, ферросульфатный дозиметр представляет собой насыщенный воздухом раствор соли сульфата железа (FeS04) с добавлением серной кислоты (H2S04). В результате электролитической диссоциации в растворе присутствуют ионы двухвалентного железа Fe+2. Под воздействием излучения происходит радиолиз воды с образованием свободных радикалов Н'и ОН', которые окисляют Fe+2до Fe+3. Появление ионов трехвалентного железа Fe+3изменяет оптическую плотность раствора, которая может быть измерена на спектрофотометре. Сравнивая оптическую плотность облученного и необлученного растворов, оценивают дозу облучения. Дозиметры и радиометры, использующие химический метод, в практике радиационного контроля не используются.
Дата добавления: 2014-12-14; просмотров: 1038;