Ионизирующее излучение

К ионизирующим излучениям относятся корпускулярные (альфа-, бета-, а также потоки протонов, нейтронов и другое деление ядер – ядерная бомбардировка) и электромагнитные (гама-, рентгеновские) излучения, которые способны при взаимодействии с веществом создавать в ней заряженные атомы и молекулы.

Альфа-излучение – это поток ядер гелия, возникающее во время ядерных реакций. Энергия альфа-частиц достигает несколько МеВ. Для них характерна высокая ионизирующая способность (несколько тысяч пар ионов на 1 см пути в воздухе) и незначительная поникающая способность в вещество (десятки мкм в живую ткань).

Бета-излучение - поток электронов или позитронов, возникающее в результате ядерных преобразований. Их ионизирующая способность значительно ниже (десятки пар ионов на 1 см пути в воздухе), а проникающая способность выше (около 2,5 см в живой ткани).

Действие протонов со значительной энергией по своим свойствам близки к альфа-излучению.Нейтроны, взаимодействуя с ядрами атомов, способствуют возникновению, как приведенного излучения, так и наблюдается ионизация вещества. Быстрые нейтроны имеют значительную проникающую и незначительную ионизирующую способность.

Гама- и рентгеновское излучение – это жесткие электоромагнитные излучения, возникающие во время ядерных реакций и при взаимодействии их частей, а также в рентгеновских трубках, ускорителях электронов и тому подобное. Эти излучения характеризуются значительной проникающей и незначительной ионизирующей способностью.

Источник ионизирующего излучения характеризуется активностью A, что определяется отношением количества спонтанных преобразований ядер d за интервал времени dt

A=d/dt

Единицей измерения активности есть бекерель (Бк). 1 Бк равен одному ядерному преобразованию за секунду. Используют также несистемную единицу активности - кюри (Кu), (1 Кu = 3,7• 1010 Бк). Удельную активность вещества – источника излучения характеризуют активность единицы ее массы, объема или площади поверхности, например, беккерель на килограмм.

Для характеристики действия ионизирующего излучения на вещество широко используют такую характеристику как проникающая дозаD, что определяется величиной энергии ионизирующего излучения поглощенной единицей массы вещества. Единицей измерения проникающей дозы есть грей (Гр). 1 Гр = 1 Дж/кг. Несистемная единица – рад.. 1 Гр = 100 рад. Единица эквивалентной дозы – зиверт (Зв). Бер – эквивалентная доза любого излучения, вызывающая такой биологический эффект как доза в 1 рад. рентгеновского излучения – 1 Зв= 100 Бер.

Независимо от желания, человек всегда находится под действием некоторой природной фоновой дозы излучения. Источник этих излучений находятся за пределами (внешнее излучение) или в организме человека (внутреннее излучение). Причем, как правило, около 1/3 дозы приходится на внешние и 2/3 - на внутренне излучение.

Внешнее излучение – это состав космического излучения и излучения радиоактивных веществ земного происхождения (поверхность земли, строительные материалы, воздух и тому подобное). Среднее значение мощности природной фоновой дозы внешнего излучения, за исключением аномальных природных зон и зон антропогенного происхождения, представляет около 0,65 мЗв/год (примерно 0,3 мЗв от источников космического происхождения и 0,35 мЗв от источников земного происхождения).

Внутреннее излучение возникает от радиоактивных веществ, которые попадают в организм человека во время дыхания, с водой и пищевыми продуктами, а иногда и через кожу. Попадая в организм эти вещества непрерывно его облучают до полного их распада или при выводе их в следствие физиологического обмена. Некоторые радиоактивные вещества, например Ra (радон), U (уран), Sr (стронций) и др., имеют способность накапливаться в уязвимых органах человеческого организму, что в особенности опасно. Мощность природной фоновой дозы внутреннего излучения в среднем составляет около 1,35 мЗв/год.

Значительно большую часть дозы внутреннего излучения человек получает от радионуклидов (продуктов радиоактивного разложения) урану-238 и торiя-232. некоторые из них, например свинець-210 и полонiй-210, поступают в организм с продовольствиями, но наиболее значительную

Рис. 5.4. Вероятность заболевание раком после облучения

часть указанной дозы дает газ радон (примерно 3/4 дозы внутреннее излучение).

Радон, инертный газ, без запаха и вкуса, в 7,5 раз тяжелее воздуха, повсеместно выделяется из земной коры. Основную часть дозы от радона человек получает тогда, когда он находится в помещениях.

Кроме фоновой, некоторую дозу человек получает от техногенных источников радиации. Среди них выделяется такой источник, как диагностикаи лечение заболеваний с использованием рентгеновского излучения. В среднем доза от этих источников составляет около 0,4 мЗв/год, но индивидуальные дозы, которые получают все люди, очень сильно отличаются- от нуля до нескольких Зв.

Незначительные дополнительные дозы излучения человек получает от таких техногенных источников как тепловые электростанции (повышенная активность отходов и аэрозолей), предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых, а также различных приборов и оборудования оснащенных источниками излучения, что находят широкое использование в промышленности и сельскохозяйственном производстве.

За последние 40 лет каждый человек на земле получает дополнительные дозы от радиоактивных веществ которые образовались в результате испытаний ядерного оружия в атмосфере. Радиоактивные продукты частично выпадают недалеко от места испытаний, а частично попадают в тропосферу и стратосферу , и от туда рассеиваются по всему земному шару.

Источники излучения, которые больше всего вызывают беспокойства у всего человечества – это атомные электростанции. При работе ядерного оборудования атомных станций выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду незначительны и не превышают выбросов тепловых электростанций. Но при авариях на атомных объектах, такой как на Чорнобольской АЭС, эти выбросы в сотни и тысячи раз превосходят выбросы, образовавшиеся от взрыва ядерной бомбы.

Кроме того, для производства электроэнергии на атомных электростанциях необходимо ядерное горючее, производство которого, начиная от добычи урановой руды, изготовления и транспортированием топливных элементов, связано с дополнительным радиоактивным загрязнением окружающей среды, возникающего при решении вопросов связанных с захоронением ядерных отходов атомных электростанций.

Действие ионизирующего излучения на биологические ткани зависит от величины приникающей дозы. Ионизация биологических тканей ведет к нарушениям молекулярных связей и изменению химической структуры органических составов.

В зависимости от проникающей дозы излучения различают тяжелые, отдаленные и генетические последствия действия ионизирующего излучения.

Красный костный мозг наиболее чувствителен к излучению и первый воспринимает эти поражения и способствует возникновению лучевой болезни (изменения в крови человека) проявляются уже при дозах 0,5-1 Гр. Очень чувствительны к излучению также репродуктивные органы и глаза. Так, одноразовое облучение яичников дозой всего лишь 0,1 Гр ведет к временному снижению детородной функции у мужчин, а доза в 2 Гр приводит к прекращению детородной функции.

Наиболее распространенные отдаленные последствия от облучения небольшими дозами это раковые заболевания. В связи с общепризнанными современными взглядами не существует предельной дозы, при которой возможен риск заболевания. Даже малая доза может способствовать возникновению заболеваний у человека, который получил эту дозу, а любая дополнительная доза излучения еще больше повышает эту вероятность.

По имеющимся данным, первыми в группе раковых заболеваний, которые поражают население в результате облучения, находятся заболевания крови - лейкозы, причем пик заболеваний наблюдается в среднем через 10 лет после облучения (рис. 5.4).

Имеющиеся оценки вероятности смертельного исхода от лейкозов достаточно надежные. От каждой дозы излучения в 1 Гр в среднему два человека из тысячи облученных умирают от лейкоз. Иными словами, если кто-либо получит дозу 1 Гр (при условии облучения всего тела, когда поражены клетки красного костяного мозга), то существует один шанс из 500, что этот человек умрет в дальнейшему от лейкоза.

Наиболее распространенными видами заболеваний от действия радиации – это рак молочной и щитовидной желез. Эти заболевания возникают примерно в десяти из тысячи облученных дозой в 1 Гр, но смертность от них меньшая, потому, что оба вида болезни в наше время достаточно эффективно лечатся , в особенности рак щитовидной железы (в десяти случаях из девяти).

Рак легких практично не излечивается. От также относится к распространенным видам заболеваний, вероятность возникновения которого возможен пять случаев на тысячу облученных дозой 1 Гр. Рак других органов и тканей встречается среди облученных не так часто, например рак желудка и печени с вероятностью 1/1000 среди облученных дозой 1 Гр.

Из различных категорий людей наиболее чувствительны к облучению – это дети.

В случаях облучения меньшими дозами вероятность возникновения в отдаленном будущем последствий изменяются пропорционально величине полученной дозы к дозе в 1 Гр.

Допустимые уровни ионизирующего излучения регламентуються „Нормами радіаційної безпеки НРБ 76/87” та „Основними санітарними правилами роботи з радіоактивними речовинами та іншими джерелами іонізуючого випромінювання” ОСП 72/87.

По отношению к облучению, все население принято делить на три категорiї:

категория А - лица из числа персонала, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующего облучения;

– категория Б - лица с числа персонала, которые непосредственно не заняты работой с источниками ионизирующего облучения;

– расположением рабочих мест в помещениях и на промышленных участках объектов с радиационно-ядерными технологиями могут получать дополнительное облучение;

–категория В - все население или часть населения, которая по половому и возрастному происхождению, социально-профессиональным условиям, местожительством или иными признаками по которым можно получить самые большие равные дозы облучения от одного источника, можно выделять как критическую группу.

Для лиц категории А и Б нормами радиационной безопасности Украины устанавливаются лимиты годовых эффективных доз внешнего облучения, а также лимиты годовых эквивалентных доз внешнего облучения отдельных органов и тканей. Ограничение облучения лиц категории В осуществляется введением аналогичных лимитов для критических групп лиц категории В.

К ним относится:

Медицинское облучение - это облучения человека: пациентов, вследствие медицинских обследований или лечения и добровольцев.

Медицинское облучение направлено только на достижение очевидной пользы для конкретного человека (пациента), или общества в виде получения необходимой диагностической или научной информации или терапевтического эффекта.

Величина дозы облучения устанавливается только врачом индивидуально для каждый пациента, исходя с клинических показаний, и должна учитывать необходимость предотвратить возникновению детерминистических эффектов в здоровых тканях и в организме в целом{принцип не превышения).

Защита населения от ионизирующего облучения осуществляется в зависимости от их вида:

– основными мероприятиями, направленными на защиту от альфа- и бета- источников ионизирующего облучения есть мероприятия направленные на недопущение накопления альфа- и бета-активных изотопов в организме человека и загрязнение кожи;

использование специальной одежды и обуви, противопылевых респираторов, противопылевые мероприятия в воздушной среде, влажная уборка помещений, недопущение употребления радиоактивно загрязненных пищевых продуктов, воды и др.

Защита персонала, что работает с источниками радиоактивного излучения осуществляется путем снижения активности источников излучения, ограничение времени работы с ними и увеличение расстояния к источникам. Для защиты также широко используют защитные экраны, которые изготавливаются с учетом вида и свойств излучения, и,

– защита от гамма-излучения осуществляют с помощью экранов из плотных металлов (свинец, железо),

бета-излучения - из легких металлов (алюминий), стекла, плексигласа или комбинированные (первый от источника - пласт легкого, а потом плотного металла),

нейтронного излучения- материалы имеющие в своем составе водород (вода, парафин), а также графит, берилий и др..

Действенный способ защиты – это использование дистанційного управления оборудованием, манипуляторов, роботизованых комплексов.

В зависимости от характера выполнения робот вибирають способы индивидуальной защиты: халаты и шапочки из хлопчатобумажной ткани, защитные фартуки, резиновые рукавицы, щитки, способы защиты органов дыхания, комбинезоны, пневмокостюми, резиновые сапоги.

Важное значение для повышения безопасности во время работы с радиоактивными веществами или работа в зараженной местности имеет дозиметрический контроль ионизирующего облучения.

Такой контроль осуществляют с помощью индивидуальных дозиметров, а также спецiальних устройств, которые обеспечивают контроль мощности дозы ионизирующего облучения. Среди индивидуальных дозиметров наибольшее распространения имеют дозиметры в которых используют ионизационные (по величине ионизации среды через которое прошло излучение) и фотографические (по величине облучения фотографической пленки ионизирующим облучением методы замера.

Для радиометрического и дозиметричного контроля используются (рис. 5.5):

- дозиметры – для замера внешних потоков радиоактивного излучения ;

- радиометры – для замера уровня заражения окружающей среды ;

- индивидуальные дозиметры – для индивидуального контроля.

а)	б)
Рис. 5.5. Прибори для радиометрического и дозиметрического контроля: а – дозиметр ДКС90; б – радиометр СПР 88_

 

В приборах для контроля мощности дозы излучения широкое применение находят ионизационный и сцинтилляционный методы (по интенсивности световых вспышек, что возникают вследствие люминесценции в некоторых веществах во время прохождения через них ионизирующего излучения).

 

123

---

Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 1340;

---