Ионизирующие излучения (ИИ) и обеспечение радиационной безопасности

Ионизирующее излучение вызывает в организме цепочку обратимых и необратимых изменений. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, несвойственные организму. Это приводит к нарушению деятельности отдельных функций и систем организма.

Процесс самопроизвольного распада нуклида (ядра всех изотопов) называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид – радионуклидом.

ИИ разделяют на корпускулярное (a- (поток ядер гелия), b- (поток электронов или позитронов), нейтронное излучения) и фотонное (рентгеновское, g-излучение).

Опасность радиоактивного вещества оценивается по его активности.

Активностью А радиоактивного вещества называется мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени:

А = dN / dt,

где N – число спонтанных ядерных превращений в веществе за единицу времени t.

Единицей измерения активности является число ядерных превращений в секунду, называемое беккерель (Бк). Используется также внесистемная единица – Кюри (Kи). 1 Kи = 3,7 ^. 10¹⁰ Бк.

Для количественной оценки ионизирующего действия рентгеновского и гамма-излучений в сухом атмосферном воздухе используется понятие экспозиционная доза. Экспозиционная доза Хпредставляет собой отношение полного заряда Q ионов одного знака, возникающих в малом объеме, к массе воздуха в этом объеме:

Х = dQ/dm,

За единицу экспозиционной дозы принимают величину Кулон/кг. Применяется также внесистемная единица – Рентген (Р). 1Р = 2,58 ^. 10^-4 Кл/кг.

Биологическое действие ионизирующих излучений на живой организм зависит от поглощенной дозы излучения. Поглощенная доза излучения D – это отношение средней энергии (Е), переданной излучением веществу в некотором элементарном объеме, к массе (m) вещества в этом объеме:

D = dE/dm,

где dE – средняя энергия, переданная ионизирующим излучением веществу, находящемуся в элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме.

Единицей поглощенной дозы является Грей (Гр). 1Гр = 1Дж/кг. Применяется также внесистемная единица – Рад. 1Рад = 0,01 Гр.

Эквивалентная доза Н – это поглощенная доза умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного излучения W:

H = W × D,

где W – взвешивающий коэффициент для излучения, D – средняя поглощенная доза в органе или ткани.

Единицей измерения эквивалентной дозы является Дж/кг названный Зивертом (Зв). 1 Зв = 1 Дж/кг. Применяется также внесистемная единица бэр (биологический эквивалент рада) - 1 бэр = 0,01 Зв.

В зависимости от поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми и необратимыми.При небольшой дозе пораженная ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Длительное действие доз, превышающих предельно допустимые, может вызвать необратимые поражения отдельных органов или всего организма, вызывая заболевание, которое получило название лучевая болезнь. Острая лучевая болезнь наступает при однократном облучении в 200-300 бэр. Отдаленными последствиями лучевого поражения организма могут быть лучевые катаракты, злокачественные опухоли и т.п.

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения в организме как при внешнем, так и при внутреннем облучении (через рот, органы дыхания).

По характеру воздействия на органы человека ионизирующее излучение делится на три группы:

1 – поражающее до костного мозга;

2 – поражающее внутренние физиологические органы;

3 – поражающее кожный покров.

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационной безопасности НРБ-99/2009, Санитарными правилами СП 2.6.1.2523-09, санитарными правилами СП 2.6.1.799-99.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц:

- группа А – персонал – лица, работающие с техногенными источниками;

- группа Б – находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия;

- все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

В НРБ-99/2009 в качестве основных дозовых пределов используется эффективная доза, определяемая произведением эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешенный коэффициент для данного органа или ткани. Эффективная доза используется в качестве меры риска отдаленных последствий облучения человека. Эффективная доза для персонала равна 20 мЗв в год за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год; для населения – 1 мЗв в год за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год.

Для второй и третьей групп критических органов эквивалентная доза в органе соответственно равна:

• для персонала – 150 и 500 мЗв;

• для лица из населения – 15 и 50 мЗв.

Для группы Б из персонала и эффективная, и эквивалентные дозы в органе не должны превышать 1/4 значения для персонала (группа А).

Радиационная безопасность на объекте и вокруг него обеспечивается за счет:

- качества проекта радиационного объекта;

- обоснованного выбора площадки для размещения радиационного объекта;

- физической защиты источников облучения;

- наличия системы радиационного контроля;

- планирования и проведения мероприятий по обеспечению радиационной безопасности персонала и населения при нормальной работе объекта, его реконструкции и выводе из эксплуатации.

- использование источников излучения с минимально возможным выходом излучения;

- ограничение времени работ персонала с источником;

- экранирование источников или персонала.