Ионизирующее излучение

Человек не обладает органами чувств, реагирующими на ионизирующее излучение. Реакция на его воздействие, в зависимости от дозы облучения, возникает в интервале от нескольких десятков минут до нескольких десятков лет и может проявляться даже через несколько поколений.

Естественный фон радиоактивного излучения, обусловленный радиоактивностью горных пород, рассеянными в окружающей среде нестабильными изотопами и космическим излучением, обычно не превышает (4-5)*10^-8 Гр/ч. Основными источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды являются атомные энергетические установки, предприятия по переработке ядерного топлива и радиоактивных отходов, отвалы горных пород и золы теплоэлектростанций.

Ионизирующее излучение делится на корпускулярное (альфа, бета, нейтронное) и фотонное (рентгеновское, гамма). Облучение может быть внешним и внутренним, т.е. вызванным источниками, входящими в состав организма или попавшими в него с воздухом, водой или пищей. При внешнем облучении наиболее опасны бета, гамма и нейтронное излучение, при внутреннем - опасны все виды излучений, т.к. действуют непрерывно и практически на все органы.

Действие ионизирующего излучения на живые организмы заключается в разрыве молекулярных связей, изменении химической структуры соединений, входящих в состав организма, образовании "осколков" молекул - радикалов, обладающих высокой химической активностью, а иногда и чрезвычайно токсичных, нарушении структуры генного аппарата клетки. Это приводит к изменению ее наследственного кода и, следовательно, нарушает условия воспроизводства клеткой и организмом в целом себе подобных, что вызывает развитие раковых опухолей и появление мутантов в последующих поколениях. Биологический эффект воздействия тем выше, чем выше уровень создаваемой им ионизации, т.е. пропорционален числу пар ионов, образующихся в тканях организма. Даже при незначительных дозах облучения происходит торможение функций кроветворных органов, нарушение свертываемости крови, увеличение хрупкости кровеносных сосудов, ослабление иммунной системы. Большие дозы облучения приводят к гибели организма.

Для оценки ионизирующего излучения приняты следующие основные характеристики:

-Активность радиоактивного вещества - число спонтанных ядерных превращений dN за промежуток времени dt, измеряется в беккерелях (Бк), 1Бк=1/с:

А=dN/dt.

-Экспозиционная доза – характеризует эффект ионизации и равна заряду одного знака, образовавшемуся в единице массы атмосферного воздуха под действием ионизирующего излучения; измеряется в кулонах на килограмм (Кл/кг), часто используется внесистемная единица – рентген (Р); 1 Р = 0.285 мКл/кг:

Д_экс= Q/m.

-Поглощенная доза - средняя энергия dЕ, переданная излучением веществу в некотором малом объеме, отнесенная к массе вещества dm в этом объеме; измеряется в джоулях на килограмм (Дж/кг) или в специальных единицах системы СИ – Греях (Гр), 1 Гр = 1 Дж/кг; внесистемная единица измерения – рад, 1 рад = 0.01 Гр:

Д_погл=dE/dm.

-Эквивалентная доза – величина введена для учета биологического действия различных видов излучения и равна произведению поглощенной биологической тканью дозы Д_погл на безразмерный коэффициент для данного вида излучений К (коэффициент качества); эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв);

Д_экв=К Д_погл.

Коэффициент качества для рентгеновского, γ- и β-излучений равен 1, для α-излучения – 10, для нейтронного – от3 до 10 в зависимости от энергии.

Часто используют внесистемную единицу – бэр (биологический эквивалент рада), – это такая доза, которая создает тот же биологический эффект, что и доза в 1 рад рентгеновского или γ-излучения; 1 бэр = 0,01 Зв.

Предельно допустимые уровни облучения людей устанавливаются "Нормами радиационной безопасности (НРБ-98)" и "Основными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ИИ ОСП-72/87". В соответствии с НРБ-98 все население делится на 2 категории: персонал, непосредственно работающий с источниками излучения, и все население (категория В). Персонал, в свою очередь, делится на 2 группы: А - работающие с источниками излучения, Б - по условиям работы находящиеся в сфере их воздействия.

Радиоактивные вещества неравномерно распределяются в различных органах и тканях. Степень их поражения зависит не только от величины дозы, но и от критического органа, в котором происходит наибольшее накопление радиоактивных веществ, приводящее к поражению всего организма человека. НРБ-98 устанавливают предельно допустимую дозу (ПДД) внешнего и внутреннего облучения в зависимости от групп критических органов и категории облучаемых лиц. ПДД устанавливаются (в порядке убывания радио-чувствительности) для 3 групп критических органов или тканей человека: 1 - все тело, костный мозг, 11 - мышцы, щитовидная железа, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, хрусталик глаза, 111 - кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки и стопы. (табл. 5.3).

Меры защиты от ионизирующего излучения:

-защита временем - продолжительность пребывания работника в опасной зоне не должна превышать времени, в течение которого он получает допустимую дозу;

-защита расстоянием - интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния до его источника;

Таблица 5.3 – Предельно допустимые дозы внешнего

облучения населения, бэр/год

Категория населения	Группа критических органов
1-я	11-я	111-я
А
Б	0.5	1.5	3.0

-экранирование - экраны имеют разнообразную конструкцию (стационарные, передвижные, разборные, настольные); для α-излучений достаточная защита - слой воздуха в несколько сантиметров, одежда, резиновые перчатки; для β-излучений применяют алюминий, карболит, плексиглас; для γ-излучений - свинец, вольфрам, чугун, нержавеющая сталь, медные сплавы; для нейтронного излучения - вода, парафин, бериллий, графит, бетон с соединениями бора;

-индивидуальные средства защиты (СИЗ) - предохраняют от попадания радиоактивных веществ на кожу и внутрь организма, защищают от α- и β-излучения; от γ- и нейтронного излучения, как правило, не защищают; к СИЗ относят хлопчатобумажные халаты, шапочки, резиновые перчатки, поливинилхлоридные комбинезоны, ботинки, очки, респираторы;

-дозиметрический контроль - осуществляется с целью предупреждения превышения допустимой дозы облучения, своевременного выявления и устранения источников излучения и загрязнения воздуха радиоактивными веществами; контроль может быть общим и индивидуальным, осуществляется с помощью счетчиков Гейгера, ионизационных камер и т.п.

Вопросы для самоконтроля

1 В чем проявляется действие и каковы основные источники электромагнитных полей и излучений?

2 Как осуществляется нормирование действия на работающих электромагнитных полей и излучений?

3 Охарактеризовать основные методы защиты человека от электромагнитных полей и излучений.

4 В чем проявляется действие и каковы основные источники ионизирующих излучений?

5 Как осуществляется нормирование действия на работающих ионизирующего излучения?

6 Охарактеризовать основные методы защиты человека от ионизирующих излучений.