Радиоактивное излучение
Опасность воздействия различных излучений
Ионизирующие излучения – ядерные излучения, рентгеновские излучения и ультрафиолетовое излучение.
Биологическая реакция человека на воздействие ионизирующих излучений определяется природой излучения, его энергией, проникающей и ионизирующей способностью, дозой, временем, размером поверхности облучения, индивидуальными особенностями человека, биологическими особенностями тканей, органов. Ионизирующие излучения поражают и наипростейшие живые объекты (вирусы и бактерии) и наисложнейшие - млекопитающих и человека, причем, воздействие обнаруживается на всех уровнях организации живых объектов (молекулярном, клеточном).
Радиоактивное излучение
Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивых изотопов одного химического элемента в изотопы другого химического элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер. Важно подчеркнуть, что самопроизвольное изменение состава ядра атома за счет испускания элементарных частиц или ядер из основного или метастабильного состояния происходит за время, превышающее время существования возбужденного состояния ядра в ядерных реакциях.
Различают природную (естественную) радиоактивность (радиоактивность1 существующих в природе изотопов) и искусственную радиоактивность (радиоактивность изотопов, полученных за счет ядерных реакций).
Характеристика наиболее часто испускающихся частиц и ядер:
§ Альфа-частица – ядро гелия, возникающее при превращении ядер тяжёлых элементов (ядро радона превращается в ядро полония, последнее в ядро свинца с испусканием из ядра альфа-частицы). Эта частица обладает энергией 4-8 МэВ, имеет свободный пробег в воздухе соответственно 4-10 см, через биологические ткани 0,052-1-0,085 мм. Толщина кожи человека 0,077 мм, т.е. по мере увеличения энергии появляется возможность преодоления альфа-частицей слоя кожи и воздействие на кровь, лимфу, межклеточную жидкость, кости, мышцы. Ядра гелия обладают самой высокой ионизирующей способностью, оказывают высшее токсическое воздействие на организм человека.
§ Бета-частица – электрон, возникающий при превращении ядер элементов (ядро углерода превращается в ядро азота с испусканием электрона). Возникающий электрон обладает энергией 0,002-3,0 МэВ, имеет свободный пробег в воздухе соответственно 14-10 м, через биологические ткани в среднем 1 см (т.е. преодолевает кожу человека), является частицей средней ионизирующей способности, средней токсичности. Встречаясь по пути распространения с веществом, теряют энергию на ионизационные и радиационные процессы. Последние приводят к образованию рентгеновских тормозных излучений.
§ Гамма частица – излучение гамма-квантов, приводящее к переходу возбужденных продуктов радиоактивного распада в нормальное состояние. Это излучение обладает энергией 0,01-10 МэВ, его свободный пробег в воздухе сотни метров, в биологических тканях - десятки сантиметров (свободно проходит через человека без ослабления). Ионизирующая способность и токсичность у гамма-излучения наинизшие.
Источники радиоактивного излучения:
1) источники искусственной радиации:
– аппаратура для радиоактивного лечения и диагностики;
– удобрения с повышенным содержанием радиоактивных веществ;
– реакторы;
– строительные конструкции.
2) источники естественной радиации:
– космос (бериллий, натрий);
– почва (за счет земной коры) – калий, торий, актиний и продукты их распада – газообразные радон, торон, актинон, выносимые в атмосферу из почвенного воздуха. Распадаясь в атмосфере, они дают свинец, висмут и др. металлы. Содержание радона в атмосфере убывает по высоте в два раза на каждый километр, а торон и актинон существуют только около земли, т. к. их период полураспада в 105 раз меньше (секунды).
За счет вдыхания воздуха и принятия пищи в организм человека попадают и концентрируются в нем природные радионуклиды, содержание которых в организме остается практически постоянным (одним из важнейших биоэлементов является калий, ежесуточное поступление которого в организм составляет три грамма, в том числе 5,4·10-8 г радиоактивного изотопа).
По радиотоксичности все радионуклиды подразделяются на пять групп:
· особо высокорадиотоксичные (торий 232);
· высоко радиотоксичные (торий 234, иод. 131, стронций 90, сурьма 124);
· среднерадиотоксичные (натрий 22, фосфор 32, сера 35, хлор 36, калий 42);
· малорадиотоксичные (углерод 14, хром 517 медь 64);
· очень малорадиотоксичные.
Все лаборатории, где используются радионуклиды, подразделяются на три класса:
ü лаборатории I класса - трехсекционные с дистанционным управлением за всеми операциями в комнате-боксе;
ü лаборатории II специально оборудованные и изолированные
ü лаборатории III класса - лаборатории с 10-15-кратным воздухообменом, с учетом возможного воздействия радионуклидов на другие находящиеся в рабочей зоне вещества и других веществ на поведение радионуклидов. В такой лаборатории должен быть ровным пол, покрытый сплошным линолеумом, покрытые масляной краской стены и деревянные части вытяжных шкафов, которые должны быть подключены к отдельному каналу. Все используемые приборы в металлических корпусах должны быть покрыты масляной краской. На рабочем месте и в вытяжном шкафу все операции должны производиться в кюветах из нержавеющей стали. Лаборатории III класса не должны совмещаться с обычными химическими, физическими, биологическими лабораториями.
Девиз организации - работ с радиоактивными веществами: быстро, чисто, с малыми количествами, дальше от себя и с выполнением всех подготовительных операций до вынимания из контейнера и открытия сосудов с радиоактивными соединениями. По окончании работ с радиоактивными веществами мыть руки. Спецодежду выносить из рабочего помещения не разрешается, а перед отдачей в стирку должна проходить дезактивацию. На выходе из лаборатории и у каждого работающего должны быть дозиметры.
Воздействие на человека.
Ядерные излучения вызывают необратимые превращения белков, ферментов. Воздействие может быть
1. прямым - поглощение энергии излучения самими макромолекулами. Это приводит к:
а) ионизации особо чувствительной части макромолекулы - так называемой «мишени», приводящая к необратимому превращению поглотившей энергию молекулы в другое соединение;
б) возникновению активного состояния макромолекул относительно кислорода;
в) ожогам кожи.
2. косвенным: радиоактивное излучение вызывает диссоциацию молекул воды на два радикала - атом водорода и гидроксильную группу, являющуюся сильным окислителем и вызывающую повреждение органов. Поражение может не ограничиваться временем облучения, а в определенных условиях завершаться после его окончания. Повреждение макромолекул - белков, ферментов, гемоглобина - может проявляться не сразу, а под действием тепла или кислорода. Длительная консервация повреждения в потенциальной форме дает возможность осуществления частичной защиты человека от ядерных излучений не только во время облучения, но и после него (например, введение цистеамина).
Проявление реакции человека на радиоактивные воздействия опаздывает относительно начала их (латентный период).
Воздействие ядерных излучений приводит к накоплению в организме радиоактивных элементов (бериллия – во всем организме, стронция – в костях), вывод которых из организма очень мал (появляется внутреннее облучение человека).
Воздействие радиоактивных излучений может вызывать вторичную радиацию – внутри организма (внутреннее облучение человека).
Защита от радиоактивных излучений подразделяется
по назначению: биологическая, радиационная, тепловая.
по типу: сплошная, раздельная.
по форме: плоская, цилиндрическая.
Защита от альфа-частиц - слой воздуха толщиной 12-15 см, тонкая фольга, лист пластиката или стекла, хирургические перчатки, одежда.
Защита от бета-частиц - листы алюминия, плексигласа, стекла определенной для каждого материала толщины. Необходимо учитывать возможность возникновения тормозного излучения (рентгеновского), защитой от которого являются свинцовые экраны.
Защита от гамма-излучений - применение свинцовых, вольфрамовых, бетонных, стальных экранов определенной для каждого материала толщины с учетом мощности источника.
Защита от гамма-излучения может достигаться и снижением активности источника, ограничением времени облучения и заменой изотопного источника с большим запасом энергии на источник с меньшим запасом энергии.
Начиная организацию лаборатории с радионуклидами, необходимо оценить самим намечаемое помещение согласно НРБ-76, вызвать представителя соответствующей санитарной инспекции на предмет осмотра помещения и дачи разрешения на создание проекта, который проектировщики согласовывают также с санинспекцией. После получения такого проекта производится требуемая реконструкция намеченных помещений и установка запроектированного оборудования, после чего санинспекция осматривает всю лабораторию на предмет возможности пуска. Если все выполнено согласно утвержденному проекту, персонал допущен к запланированным работам по медицинским показателям, налицо все требуемые средства индивидуальной и коллективной защиты, индивидуального и общего контроля, санинспекция разрешает приступить к работе и ставит лабораторию на учет.
Рентгеновские излучения
Рентгеновское излучение – излучение со спектром в области длин волн от 10-3 нм до 80 нм. Оно может быть двух типов:
1) тормозное излучение со сплошным спектром, возникающее за счет столкновения электронов с большим запасом энергии с мишенью;
2) характеристическое излучение с дискретным (линейчатым) спектром, возникающим за счет возбуждения глубинных электронов атома.
Воздействие на человека.
Рентгеновское излучение вызывает ожоги кожи, изменение состава крови, выпадение волос. Воздействие пропорционально интенсивности, частоте излучения, времени облучения. Оно может вызвать разрушение молекул белка, активизацию молекул относительно кислорода, азота, что может приводить к образованию озона, закиси и окиси азота. Летальная доза, вызывающая за 30 дней гибель 50% подвергнувшихся облучению, равна 400-500 рентген.
Защита от рентгеновских излучений – экраны свинцовые, баритобетонные (большой толщины), бетонные, кирпичные, из свинцового стекла, из свинцовой резины (защита, создаваемая листом свинца толщиной 1мм, достигается за счет свинцовой резины при толщине слоя в 3 мм, за счет свинцового стекла при толщине 4-5 мм).
Рентгеновская установка должна находиться в помещении с 10-20-кратным обменом воздуха за счет приточно-вытяжной вентиляции.
Тормозное рентгеновское излучение имеет место при работе многих физических приборов - модуляторы, кенотроны, тиратрону, электронный микроскоп, осциллографы катодно-лучевые, электролучевые устройства для сварки покрытий полов, для плавки металлов. Их работа сопровождается и электромагнитными полями сверхвысоких частот.
Ультрафиолетовое излучение
УФ-излучение – это электромагнитное излучение в оптической области в диапазоне 200-400 нм с частотой колебаний от 1013 до 1016 Гц, примыкающее со стороны коротких волн к видимому свету. Оно относится к неионизирующим излучениям.
Интервал длин волн 291-400 нм соответствует солнечному излучению, а 13-291 нм – создается искусственными источниками (ртутными лампами).
Естественным источником УФ-излучения является Солнце. В промышленности источниками этого излучения могут быть газоразрядные источники света, электрические дуги, плазматроны, лазеры.
УФ-излучение в зависимости от длины волны делится на три области:
♦ УФ-А - длинноволновая (400-315 нм). Имеет слабое биологическое действие;
♦ УФ-В - средневолновая (315-280 нм); Характеризуется сильным воздействием на кожу и противорахитичным действием;
♦ УФ-С - коротковолновая (280-200 нм). Свойственно бактерицидное действие.
УФ-излучение характеризуется двояким действием на организм:
1. опасностью переоблучения,
2. необходимостью для нормального функционирования организма.
Основными способами защиты от воздействия УФ излучения являются:
- защита расстоянием –это удаление обслуживающего персонала от источников УФ-излучения на безопасную величину;
Расстояния, на которых уровни УФ-излучения не представляют опасности для работающих, определяются только экспериментально в каждом конкретном случае в зависимости от условий работы, состава производственной атмосферы, вида источника излучения, отражающих свойств конструкций помещения и оборудования.
- экранирование рабочих мест – (укрытие) источников излучений с помощью различных материалов и светофильтров, не пропускающих или снижающих интенсивность излучений (используют противосолнечные экраны, жалюзи, оконные стекла со специальным покрытием, стекла «хамелеоны»);
Полную защиту от УФ-излучения всех волн обеспечивает флинт-глас (стекло с оксидом свинца) толщиной 2 мм. Кабины изготавливаются высотой 1,8-2 м, причем их стенки не должны доходить до пола на 25-30 см для улучшения проветривания.
- специальная окраска помещений;
- рациональное размещение рабочих мест;
Отражающая способность различных отделочных материалов для УФ-излучения иная, чем для видимого света. Хорошо отражают УФ-излучение полированный алюминий и меловая побелка, в то время как оксиды цинка и титана на масляной основе - плохо.
- использование индивидуальных средств.
Это спецодежды (куртка, брюки), рукавиц, фартука из специальных тканей, щитка со светофильтром, соответствующего определенной интенсивности излучения. Для защиты кожи от УФ-излучения используются мази, содержащие вещества, обладающие защитным эффектом (салол, салицилово-метиловый эфир), а также спецодежда из льняных и хлопчатобумажных тканей с искростойкой пропиткой и из грубошерстяного сукна.
Воздействие на человека.
Длительное воздействие больших доз УФ-излучения может привести к серьезным поражениям глаз и кожи. Острые поражения глаз обычно проявляются в виде кератитов (воспаления роговицы) и помутнения хрусталика глаза. Продолжительное воздействие больших доз
УФ-излучения особенно в области излучения 280-200 нм оказывает сильное разрушительное действие на клетку, а также бактерицидное действие вследствие коагуляции белков, что может привести к развитию рака кожи. Пораженный участок кожи имеет отечность, ощущается жжение и зуд, появляются дерматиты. Воздействие повышенных доз УФ-излучения на центральную нервную систему сопровождается головной болью, тошнотой, головокружением, повышением температуры тела, утомляемостью, нервным возбуждением и др.
УФ-излучение с длиной волны менее 320 нм вызывает поражение глаз. Уже на начальной стадии этого заболевания человек чувствует резкую боль и ощущение песка в глазах, ухудшение зрения, головную боль, обильное слезотечение, иногда светобоязнь, что в итоге приводит к поражению роговицы. Воздействие УФ-излучения на человека оценивается эритемным действием (от греч. erythema - краснота), т.е. покраснением кожи, которое в дальнейшем приводит к ее пигментации (загару).
Допустимая интенсивность УФ-облучения работающих при наличии незащищенных участков поверхности кожи не более 0,2 м2 (лицо, шея, кисти рук) и периода облучения до 5 мин, длительности пауз между ними не менее 30 мин и общей продолжительности воздействия за смену до 60 мин.
Дата добавления: 2016-12-16; просмотров: 963;