Студопедия.Орг Главная | Случайная страница | Контакты | Мы поможем в написании вашей работы!  
 

Ионизирующее излучение – излучение, энергия которого достаточна для ионизации облучаемой среды. Процесс взаимодействия излучения со средой называется облучением



Число радиоактивных распадов в единицу времени называется активностью. В системе единиц СИ за единицу активности принято одно ядерное превращение в секунду (расп/с). Эта единица получила название беккереля (Бк). Внесистемной единицей измерения активности является кюри (Ки)[7].

Количественной характеристикой поля ионизирующего излучения, основанной на величине ионизации сухого воздуха при атмосферном давлении, является экспозиционная доза (Дэ). Единицей ее измерения является рентген (Р)[8].

Количество энергии, поглощенной единицей массы облучаемого вещества называется поглощенной дозой. Единицей дозы является рад. В системе СИ новой единицей поглощения является грей (Гр)[9].

При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая излучением. Для количественной оценки этого явления потребовалось ввести понятие коэффициента относительной биологической эффективности (ОБЭ), или коэффициента качества излучения (КК):

ОБЭ, или КК какого-либо излучения – численный коэффициент, который равен отношению поглощенной дозы эталонного излучения, вызывающий определенный радиобиологический эффект, к дозе рассматриваемого излучения, вызывающей тот же биологический эффект.

Экспериментальным путем установлено, что поглощенная доза нейтронов может быть эквивалентна поглощенной дозе g-излучения только с учетом коэффициента ОБЭ (КК). Так в радиационной дозиметрии появилось новое понятие – эквивалентная доза Дэкв = Дп • КК.

Единицей измерения эквивалентной дозы является биологический эквивалент рада: 1 бэр = 1 рад•ОБЭ. В системе единиц СИ новой единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв), названный в честь шведского радиолога Рольфа Зиверта: 1 Зв = 100 бэр (1 бэр = 10–2 Зв).

Теперь, когда мы познакомились с эквивалентной дозой – последним понятием радиационной дозиметрии и радиобиологии, эту систему можно считать замкнутой.

При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:

1) Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме.

2) Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении в больших дозах.

3) Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией.

4) Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект.

5) Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0,002-0,005 Гр уже наступают изменения в крови.

6) Каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.

7) Облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционированное.

Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми. При небольших дозах ткань восстанавливает свою функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.

Любой вид ионизирующих излучений вызывает биохимические изменения в организме, как при внешнем, так и внутреннем облучении. Основным процессом, объясняющим биологическое действие излучения, является растрата поглощенной энергии на разрыв химических связей с образованием высокоактивных в химическом отношении соединений, так называемых свободных радикалов. Поскольку у млекопитающих основную часть массы живого организма составляет вода (у человека коло 75 %), решающее значение имеет косвенное воздействие через ионизацию молекул воды и химизм последующих реакций со свободными радикалами. При ионизации атомов воды образуется положительный ион Н2О+ и электрон, который, пройдя расстояние в несколько сот молекулярных диаметров от места действия первичной частицы и потеряв всю энергию, либо рекомбинирует, либо образует отрицательный ион Н2О

a-, b-, g-Þ Н2О ® Н2О+ + е; Н2О + е® Н2О.

Оба эти иона являются неустойчивыми и разлагаются на пару стабильных ионов, которые рекомбинируют с образованием молекул воды, и двух свободных радикалов Онх и Нх, отличающихся исключительно высокой химической активностью:

Н2О+ ® Онх + Нх; Н2О® Онх + Нх;

Онх + Онх ® Н2О2, Онх + Н2О2 ® Н2О + Нох2.

Непосредственно или через цепь вторичных превращений, таких, как образование НО2, Н2О2 и др. активных окислителей, Онх и Нх, взаимодействуя с молекулами белков, ведут к разрушению клеток живой ткани в основном за счет энергично протекающих процессов окисления. Этот эффект в значительной степени снижается бурно развивающейся, цепной, самоускоряющейся обратной реакцией рекомбинации ионов воды. Катализаторами этой реакции служат свободные радикалы, образующиеся при ионизации воды, а сама реакция идет в следующей форме

Онх + Н2О2 ® Н2О + Нох2, Нох2 + Н2О2 ® Н2О + Нох

и т.д., повторяясь. Следовательно можно сказать, что излучение ведет к изменению молекулярной структуры веществ, составляющих объект воздействия.

Биологический эффект ионизирующего излучения зависит от суммарной дозы, времени воздействия излучения, вида излучения, размеров облучаемой поверхности и индивидуальных особенностей организма.

При однократном облучении всего тела человека возможны биологические нарушения в зависимости от суммарной поглощенной дозы излучения. При облучении дозами, в 100-1000 раз превышающими смертельную дозу, человек может погибнуть во время облучения. Смертельные поглощенные дозы для отдельных частей тела следующие: голова-20, нижняя часть живота-30, верхняя часть живота-50, грудная клетка-100, конечности-200 Гр.

Если рассматривать ткани органов в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим следующую последовательность: лимфатическая ткань, лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, костный мозг, зародышевые клетки. Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в основе определения характера лучевой болезни. При однократном облучении всего тела человека поглощенной дозой 0,5 Гр. через сутки после облучения может резко сократиться число лимфоцитов. Уменьшится также и количество эритроцитов по истечении двух недель после облучения.

Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие. Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности.

Радиоактивные вещества могут попасть внутрь организма при вдыхании воздуха, зараженного радиоактивными элементами, с зараженной пищей или водой, через кожу, а также при заражении открытых ран.

Попадание твердых частиц в дыхательные органы зависит от степени дисперсности частиц.

Гораздо чаще вследствие несоблюдения правил техники безопасности радиоактивные вещества попадают в организм через пищеварительный тракт. Проникновение радиоактивных загрязнений через раны или через кожу можно предотвратить, если соблюдать соответствующие меры предосторожности. Опасность радиоактивных элементов, попадающих тем или иным путем в организме человека, тем больше, чем выше их активность.

Степень опасности зависит от скорости выведения их из организма. Если радионуклиды, попавшие внутрь организма, однотипны с элементами, которые потребляются человеком с пищей (натрий, хлор, калий и др.), то они не задерживаются на длительное время в организме, а выделяются вместе с ними.

На скорость выведения радиоактивного вещества большое влияние оказывает период полураспада данного радиоактивного вещества.

Основные особенности биологического действия ионизирующих излучений следующие:

1) Действие ионизирующих излучений на организм не ощутимы человеком. У людей отсутствует орган чувств, который воспринимал бы ионизирующие излучения. Поэтому человек может поглотить, вдохнуть радиоактивное вещество без всяких первичных ощущений. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения.

2) Видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время.

3) Суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым заболеваниям.

При одном и том же потоке излучения, активности или концентрации радионуклида защита населения на местности должна быть на порядок более эффективной, чем персонала на производстве. Это понятно: среди населения могут находиться беременные женщины и дети, особенно чувствительные к облучению, а также профессиональные больные и инвалиды, дальнейшее облучение которых недопустимо.

Для работы в полях высокоэнергетичных электронов критичным органом является хрусталик глаза. Для защиты глаз используют в такой ситуации прозрачные плексигласовые щитки перед глазами или очки из обычного стекла.

У многих сохранились в памяти кадры кинохроники о послеаварийных работах ЧАЭС, предварительный инструктаж людей, идущих работать на крышу машинного зала: “Как только досчитаешь до девяноста после выхода из люка - чем бы ни был занят – бросай и бегом к люку». Это пример «защиты времени», или, говоря научным языком, «определение допустимой продолжительности работы в поле излучения». Исходя из установленных уровней радиации на местности дозиметристами выводятся данные о допустимом времени работ на зараженной территории.

Другой принцип защиты от излучения – это «защита расстоянием». Характерные примеры использования этого метода защиты – длинная штанга g-дозиметра «Карагач», позволяющая ввести ионизационную камеру в мощное поле без переоблучения дозиметриста, или измерение мощности дозы над аварийным реактором с помощью вертолетов, оснащенных соответствующей аппаратурой и пролетающих над ним на большой высоте.

Следующий принцип – защита экранированием или поглощением - основан на использовании процессов взаимодействия фотонов с веществом. Защитные свойства материалов определяются коэффициентом ослабления излучения. Так слой половинного ослабления фотонов с энергией 1 МэВ составляет 1,3 см свинца или 13 см бетона.

Для защиты от проникающего g-излучения активной зоны реактора на АЭС ее окружают многометровым слоем из тяжелых материалов. Толщину защиты выбирают такой, чтобы мощность дозы в постоянно обслуживаемых помещениях не превышала предельно допустимого значения.

Дополнительно для защиты от переоблучения применяются препараты -радипротекторы.

Для получения необходимой информации о состояния радиационной обстановки и облучения персонала при работе с источниками ионизирующего излучения проводится радиационный контроль. Он осуществляется службой радиационной безопасности предприятия, ведомственной службой и органами государственного санитарного надзора.

Помимо перечисленных существует и другие способы защиты людей от ионизирующего излучения (радиоактивные вещества находятся в вытяжном шкафу, закрытом прозрачным защитным экраном, в котором герметично закреплены толстые защитные перчатки; работники применяют (при небольшой активности) легкие полумаски “Лепесток” и специальные костюмы для зоны с высокой радиоактивностью и пр.).





Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 627 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!



studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.008 с)...