Основы радиационной защиты при использовании ионизирующих

Радиационная гигиена – наука, изучающая условия, виды и последствия воздействия источников ионизирующего излучения на человека и разрабатывающая мероприятия, направленные на охрану его здоровья.

При оценке факторов, изменяющих экологию человека, постоянное внимание и серьезную озабоченность населения многих стран мира, вызывает вопрос действия радиации на человека и окружающую среду. Радиация или ионизирующее излучение, в отличие от многих загрязняющих окружающую среду веществ, порожденных бурным развитием современных технологий, присутствовала в природе всегда, и живые организмы постоянно испытывали на себе его действие.

Под радиационным фоном принято понимать ионизирующее излучение от природных источников космического и земного происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека. Различной длины радиоволны, свет и радиационное

тепло от Солнца являются одной из разновидностей радиации, однако, она не является ионизирующей, так как не способна разрывать химические связи молекул живых организмов, вызывая биологически важные изменения.

Естественный радиоактивный фон создается за счет космического излучения

и излучений от естественных радиоактивных веществ находящихся в почве, воде, атмосфере.

Благодаря постоянному круговороту веществ в природе человек вместе с пищей, водой и воздухом получает все естественные радиоактивные элементы. Ткани организма содержат ничтожно малые количества этих элементов.

Радиоактивные газы (радон, актинон, торон) являются продуктами распада

естественных радиоактивных элементов (радия, актиния и тория), содержащихся в земных породах.

Выход радиоактивных газов из почвы определяется условиями газообмена между почвенным воздухом и атмосферой. В связи с этим величина естественной радиоактивности воздуха колеблется в зависимости от времени года и местности. Зимой радиоактивность меньше, чем летом и убывает с поднятием на высоту.

Очевидно, доза как внешнего, так и внутреннего облучения за счет естественной радиоактивности не оказывает вредного влияния на организм и является постоянно действующим фактором окружающей среды.

Создание в 20 веке искусственных источников, включающих медицинское и промышленное использование рентгеновских лучей, развитие атомной энергетики вызывают необходимость специалистам медицинского и фармацевтического профиля, как и всей общественности, иметь научно обоснованные представления о степени опасности воздействия тех или иных объектов и технологических процессов на человека и окружающий мир. Радиоактивность окружающей среды определяется также и радиоактивными веществами искусственного происхождения, появившимися в результате загрязнения среды при взрывах ядерных устройств и в связи с развитием атомной энергетики, использованием радиоактивных веществ в науке и на производстве.

Наиболее мощные источники загрязнения воздушного океана планеты -взрывы атомных устройств и крупные аварии на атомных электростанциях. При этом образуется большое количество радиоактивных веществ с различным периодом полураспада. Поэтому экологическое значение радиоактивных изотопов различно. Очевидно, что радионуклиды с коротким периодом полураспада (менее 2 суток) не представляют большой опасности (исключая случаи ядерных взрывов и аварии), так как они сохраняют высокий уровень радиации в загрязненной биоте лишь непродолжительное время. С другой стороны, вещества с очень большим периодом полураспада, как, например, уран-238, также почти безопасны, поскольку они в единицу времени испускают, слабое излучение.

Таким образом, наиболее опасными радиоактивными элементами являются те, у которых период полураспада изменяется от нескольких недель до нескольких лет. Наибольшую опасность представляют стронций-90 и цезий-137, период полураспада которых составляет соответственно 29 лет и 33 года. По физико-химическим свойствам стронций-90 подобен кальцию, цезий-137-калию. В круговороте веществ в природе и в обменных процессах в организме, они участвуют наравне со стабильными элементами - кальцием и калием. Стронций-90 , попадая в организм, депонируется в костях, а цезий-137 равномерно распределяется по органам, что обеспечивает внутреннее облучение организма на долгие годы. Осаждающиеся на землю радиоактивные примеси, первоначально рассеянные в атмосфере попадают в почву и могут проникать в грунтовые воды. Загрязнение почвы и воды способствует накоплению радиоактивных веществ в наземных и водных растениях, в кормах для животных, а, следовательно, в их организме. При этом концентрация радиоактивных веществ в растениях, теле животных, рыб, обитателей водоемов во много раз превышает таковую в воздухе, почве и воде, что связано, со способностью биологических объектов аккумулировать в своих структурах те или иные радиоактивные вещества. Следовательно, радиоактивные вещества попадают к человеку через пищевые цепи: почва - трава - рогатый скот - молоко (мясо) - человек. Атомная промышленность также может быть источником радиоактивного загрязнения на трех этапах:

1. При добыче и обогащении ископаемого сырья

2. При использовании его в реакторах

3. При переработке ядерного горючего в установках

Главные принципы защиты при работе с источниками излучения в открытом виде;

А) соблюдение принципов защиты при работе с источниками излучения в закрытом виде;

Б) герметизация производственного оборудования для изоляции процессов, в результате которых радионуклид может поступать в окружающую среду;

В) планировка помещений;

Г) оптимизация санитарно-технических устройств и оборудования;

Д) использование средств индивидуальной защиты;

Е) санитарно-бытовые условия;

ж) выполнение правил личной гигиены;

Если при добыче ископаемого сырья и его переработке загрязнение невелико, то потенциальная опасность загрязнения среды от атомных реакторов значительно выше, особенно на заводах по производству ядерного оружия. Также серьезным источником загрязнения являются заводы по производству ядерного горючего.

Большая часть радиоактивных элементов содержится в сточных водах. Только один небольшой завод сбрасывает от 500 до 1500 кубометров загрязненной воды.

Для дезактивации радиоактивных отходов до полной их безопасности необходимо время, равное примерно 20 периодам полураспада. Это значит, что продолжительность хранения отходов вне биосферы исключительно велика.

Так она составляет 640 лет для отходов, зараженных цезием-137 (период полураспада 25000 лет).

Договор о загрязнении испытания ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой имеет не только политическое значение, но и является серьезной программой охраны окружающей среды от радиоактивного заражения. Вопросы радиационной безопасности в международном масштабе организационно регламентируется Международным Комитетом по радиационной защите, который тесно сотрудничает с МАГАТЭ и Международной Комиссией по радиационным единицам.

Для количественной характеристики ионизирующей радиации используют понятие «экспозиционная доза». Системной единицей экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг), внесистемной — рентген (Р). Обе единицы установлены, исходя из степени ионизации воздуха под влиянием ионизирую­щей радиации. Кулон, деленный на килограмм, — это количе­ство энергии ионизирующего излучения, под действием которого в 1 кг воздуха образуются ионы, несущие заряд в 1 Кл количества электричества каждого знака. Ренген — это доза, под действием которой в 1 см³ воздуха образуются ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака (2,08-10⁹ пар ионов): IP = 0,258 мКл/кг = 2,58-Кг⁴ Кл/кг.

Для характеристики сте­пени воздействия рентгеновского или γ-излучения на биологиче­ские объекты в указанных нормах пользуются понятием «поглощен­ная доза», которая выражается системной единицей грей (Гр) или внесистемной рад. Грей (Дж/кг) — количество энергии ионизиру­ющей радиации, под действием которого в 1 кг облучаемого веще­ства поглощается энергия, равная 1 Дж. Рад — единица поглощен­ной дозы, равная 100 эргам, поглощенным в 1 г вещества.

Для оценки степени радиационной опасности хронического облучения излучением произвольного состава введено понятие «эквивалентная доза» (Н), представляющее собой произведение поглощенной дозы (D) и взвешивающего коэффициента для дан­ного вида излучения (IV_R). В качестве единиц эквивалентной дозы используют зиверт (системную единицу) и бэр (специальную еди­ницу):

1 Зв = 1 Гр • W_R = 100 рад • W_R = 100 бэр.

Мощность дозы — это доза облучения, получаемая объектом в единицу времени (секунду, минуту, час).

Предел дозы — это величина годовой эффективной или эквива­лентной дозы излучения, которую нельзя превышатьв условиях нормальной работы. Нормы радиационной безопасности разраба­тываются и перерабатываются на основе рекомендаций Между­народной комиссии по радиационной защите. В настоящее время в России действует НРБ-99 (СП 2.6.1.758-99).

Естественная радиоактивность – это самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопровождающиеся испусканием ионизирующих излучений. Единицей активности является беккерель (Бк)- один распад в секунду.

Лучева́я боле́знь — заболевание, возникающее в результате воздействия различных видов ионизирующих излучений и характеризующаяся симптомокомплексом, зависящим от вида поражающего излучения, его дозы, локализации источника радиоактивных веществ, распределения.

У человека лучевая болезнь может быть обусловлена внешним облучением и внутренним — при попадании радиоактивных веществ в организм с вдыхаемым воздухом, через желудочно-кишечный тракт или через кожу и слизистые оболочки, а также в результате инъекции.

Острая лучевая болезнь (ОЛБ) — наступившая вследствие однократного облучения.

Хроническая ЛБ — развивается в результате длительного непрерывного или фракционированного облучения организма в дозах 0,1—0,5 сГр/сут при суммарной дозе, превышающей 0,7—1 Гр. ХЛБ при внешнем облучении представляет собой сложный клинический синдром с вовлечением ряда органов и систем, периодичность течения которого связана с динамикой формирования лучевой нагрузки, т. е. с продолжением или прекращением облучения. Такие стабильные системы, как нервная, сердечно-сосудистая и эндокринная, отвечают на хроническое лучевое воздействие сложным комплексом функциональных реакций и крайне медленным нарастанием незначительных дистрофических изменений. В зависимости от характера облучения различают следующие клинические формы хронической лучевой болезни:

А) клинические формы, возникновение которых в основном обусловлено либо действием общего внешнего излучения, либо поступлением в организм изотопов, быстро и равномерно распределяющихся во всех органах и тканях;

Б) клинические формы с медленно развивающимся клиническим синдромом преимущественного поражения отдельных органов, тканей и сегментов тела.

Характерные изменения картины крови при хронической лучевой болезни заключаются в постепенном развитии лейкопении, нейтропении и тромбоцитопении, а при тяжелом лучевом поражении – выраженной анемии.

Отдалённые последствия облучения — соматические и стохастические эффекты, проявляющиеся через длительное время (несколько месяцев или лет) после одноразового или в результате хронического облучения.

Включают в себя: изменения в половой системе; склеротические процессы; лучевую катаракту; иммунные болезни; радиоканцерогенез; сокращение продолжительности жизни; генетические и тератогенные эффекты.

Принято различать два типа отдаленных последствий — соматические, развивающиеся у самих облучённых индивидуумов, и генетические — наследственные заболевания, развивающиеся в потомстве облучённых родителей.

К соматическим отдалённым последствиям относят прежде всего сокращение продолжительности жизни, злокачественные новообразования и катаракту. Кроме того, отдалённые последствия облучения отмечают в коже, соединительной ткани, кровеносных сосудах почек и лёгких в виде уплотнений и атрофии облучённых участков, потери эластичности и других морфофункциональных нарушениях, приводящих к фиброзам и склерозу, развивающимся вследствие комплекса процессов, включающих уменьшение числа клеток, и дисфункцию фибробластов.

Особенности планировки радиологического отделения

Радиологическое отделение размещается в отдельном корпусе, или занимает изолированную пристройку к главному корпусу, и включает самостоятельные подразделения:

-радионуклидной диагностики,

-отделение открытых,

-отделение закрытых радионуклидов,

-отделение дистанционной лучевой терапии.

Эти отделения располагаются в порядке возрастания количества радиоактивных веществ.

При размещении рабочих помещений учитывается общий планировочный принцип: разделение помещений на радиационно-опасные («грязная» зона) и на (чистые) помещения.

Так в отделении радионуклидной диагностики выделяют процедурные, где

вводят радионуклидные вещества, и помещения, где выполняют радиометрические исследования (радиометрия отдельных органов и биологических сред) и сканирование различных органов.

В отделениях открытых и закрытых радионуклидов помещения делятся на

две группы:

-в первую входят помещения, где подготавливаются и вводятся больным радиоактивные вещества,

-вторую группу составляют палаты для больных.

К первой группе помещений относятся хранилище радиоактивных веществ,

фасовочная радионуклидов, стерилизационная, моечная, процедурная и операционная - все эти помещения радиационно опасны.

После введения радиоактивного препарата больные поступают в палаты.

Отделения дистанционной лучевой терапии имеют процедурные с комнатой наблюдения, стены имеют большую толщину и выполнены из монолитного бетона.

При планировке радиологических отделений учитывается необходимость защиты соседних помещений по горизонтали и вертикали от радиоактивного излучения, поэтому толщина стен, перекрытий, оконных и дверных проемов рассчитывается в соответствии с требованиями радиационной безопасности.

Во всех подразделениях радиационного отделения выделяют «чистые» и «грязные» лифты для приема контейнеров с радиоактивными веществами, удаления загрязненного белья и радиоактивных отходов.

Для подачи пищи в отделение устраивается перегрузочный шлюз, предохраняющий тару и посуду от радиоактивного загрязнения.

Основы радиационной защиты при использовании ионизирующих