Световое излучение. Лекции бжд

РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

1. Определение понятий: радиационная безопасность; радионуклиды, ионизирующие излучения

Радиационная безопасность - это состояние защищенности настоящего и будущего поколения людей от вредного воздействия ионизирующего излучения.

Радионуклиды - это изотопы, ядра которых способны самопроизвольно распадаться. Период полураспада радионуклида – это промежуток времени, в течение которого количество исходных атомных ядер уменьшается вдвое (Т ½).

Ионизирующее излучение – это излучение, которое создается при радиоактивном распаде ядерных превращений торможения заряженных частиц в веществе и образует при взаимодействии со средой ионы разных знаков. Сходство между разными излучениями состоит в том, что все они обладают высокой энергией и осуществляют свое действие через эффекты ионизации и последующее развитие химических реакций в биологических структурах клетки. Что может привести к ее гибели. Ионизирующее излучение не воспринимается органами чувств человека, мы не чувствуем его воздействия на наше тело.

2. Естественные источники излучений

Естественные источники излучения оказывают внешнее и внутреннее воздействие на человека и создают естественный или природный радиационный фон, который представлен космическим излучение и излучением радионуклидов земного происхождения. В Беларуси естественный радиационный фон находится в пределах 10-20 мкР/ч (микрорентген в час).

Существует такое понятие как технологически измененный естественный радиационный фон, который представляет собой излучение от природных источников, притерпевших изменения в результате деятельности человека. К технологически измененному естественному радиационному фону относятся излучения, в результате добычи полезных ископаемых, излучения при сгорании продуктов органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материала, содержащих естественные радионуклиды. В почвах содержатся следующие радионуклиды: углерод-14, калий-40, свинец-210, полоний-210, среди наиболее распространенных в РБ можно назвать радон.

3. Искусственные источники излучений.

Создают радиационный фон в окружающей среде.

ИИИ ионизирующих излучений созданы человеком и обуславливают искусственный радиационный фон, который составляют глобальные выпадения искусственных радионуклидов, связанных с испытанием ядерного оружия: радиоактивные загрязнения локального, регионального и глобального характера за счет отходов ядерной энергетики и радиационных аварий, а также радионуклиды, которые используются в промышленности, с/х, науке, медицине и др. Искусственные источники радиации оказывают внешнее и внутреннее воздействие на человека.

4. Корпускулярное излучение (α, β, нейтронное) и его характеристика, понятие о наведенной радиоактивности.

Важнейшими свойствами ионизирующего излучения является их проникающая способность и ионизирующее действие.

α-излучение – это поток тяжелых положительно заряженных частиц, которые вследствии большой массы при взаимодействии с веществом быстро теряют свою энергию. α-излучение обладает большим ионизирующим действием. На 1 см своего пути α-частицы образуют десятки тысяч пар ионов, но проникающая способность их незначительная. В воздухе они распространяются на расстоянии до 10 см, а при облучении человека проникают в глубину поверхностного слоя кожи. В случае внешнего облучения для защиты от неблагоприятного воздействия α-частиц достаточно использовать обычную одежду или лист бумаги. Высокая ионизирующая способность α-частиц делает их очень опасными при попадании внутрь организма с пищей, водой, воздухом. В этом случае α-частицы оказывают высокий разрушительный эффект. Для защиты органов дыхания от α-излучения достаточно использовать ватно-марлевую повязку, противопылевую маску или любую подручную ткань, предварительно смочив водой.

β-излучение – это поток электронов или протонов, которые испускаются при радиактивном распаде.

Ионизирующее действие β-излучения значительно ниже, чем у α-излучения, но проникающая способность гораздо выше, в воздухе β-излучение распространяется на 3 м и больше, в воде и биологической ткани до 2 см. Зимняя одежда защищает тело человека от внешнего β-излучения. На открытых поверхностях кожи при попадании β-частиц могут образоваться радиационные ожоги различной степени тяжести, а при попадании β-частиц на хрусталик глаза развивается лучевая катаракта.

Для защиты органов дыхания от β-излучения персоналом используется респиратор или противогаз. Для защиты кожи рук тем же персоналом используются резиновые или прорезиненные перчатки. При поступлении источника β-излучения внутрь организма происходит внутреннее облучение, которое приводит к тяжелому лучевому поражения организма.

Нейтронное облучение – представляет собой нейтральное не несущие электрического заряда частицы. Нейтронное излучение непосредственно взаимодействует с ядрами атомов и вызывает ядерную реакцию. Оно обладает большой проникающей способность, которая в воздухе может составлять 1 000 м. Нейтроны глубоко проникают в организм человека.

Отличительной особенностью нейтронного излучения является их способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы. Это называется наведенной радиоактивностью .

Для защиты от нейтронного облучения используется специализированное убежище или укрытия, построенные из бетона и свинца.

5. Квантовое (или электромагнитное) излучение (гамма y, рентгеновское) и его характеристика.

Гамма излучение представляет собой коротковолновое электромагнитное излучение, которое испускается при ядерных превращениях. По свой природе гамма излучение аналогично световому, ультрафиолетовому, рентгеновскому, оно обладает большой проникающей способностью. В воздухе распространяется на расстоянии 100м и более. Может проходить через свинцовую пластину, толщиной в несколько см, и полностью проходит через тело человека. Основную опасность гамма излучение представляет как источник внешнего облучения организма. Для защиты от гамма излучения используют специализированное укрытие, убежище, персонал использует экраны из свинца, бетона.

Рентгеновское излучение – основным источником является солнце, однако рентгеновские лучи, приходящие из космоса, поглощаются полностью земной атмосферой. Рентгеновские лучи могут создаваться специальными приборами и аппаратами и используются в медицине, биологии и т.д.

6. Определение понятия доза обучения, поглощенная доза и единицы ее измерения

Доза облучения – это часть энергии радиационного излучения, которая расходуется на ионизацию и возбуждение атомов и молекул любого облученного объекта.

Поглощенная доза – это количество энергии, переданной излучением веществу в пересчете на единицу массы. Измеряется в Греях (Гр) и радах (рад).

7. Экспозиционная, эквивалентная, эффективная дозы обучения и единицы их измерения.

Экспозиционная доза (1-я доза, которую можно измерить прибором) – используется для характеристики воздействия гамма и рентгеновского излучения на окружающую среду, измеряется в рентгенах (Р) и кулонах на кг; измеряется дозиметром.

Эквивалентная доза – она учитывает особенности повреждающего действия излучений на организм человека. 1 единица измерения – Зиверт (Зв) и бэр.

Эффективная доза – она является мерой риска возникновения отдаленных последствий облучения всего человека или отдельных его органов с учетом радиочувствительности. Измеряется в Зивертах и бэрах.

8. Способы защиты человека от радиации (физический, химический, биологический)

Физический:

Защита расстоянием и временем

Дезактивация продуктов питания, воды, одежды, различных поверхностей

Защита органов дыхания

Использование специализированных экранов и укрытий.

Химический:

Использование радиопротекторов (вещества, обладающие радиозащитным эффектом) химического происхождения, применение специальных лекарственных средств, применение витаминов и минералов (антиоксиданты-витамины)

Биологический (все натуральное):

Радиопротекторы биологического происхождения и отдельные продукты питания (витамины, такие вещества, как экстракты женьшеня, китайского лимонника повышают устойчивость организма к самым разным воздействиям, включая радиацию).

9. Мероприятия при авариях на АЭС с выбросом в окружающую среду радиоактивных веществ

В случае аварии на АЭС может произойти выброс радионуклидов в атмосферу, и поэтому возможны следующие виды радиационного воздействия на население:

а) внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака;

б) внутреннее облучение при вдыхании радиоактивных продуктов деления;

в) контактное облучение из-за радиоактивного загрязнения кожи;

г) внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий и т.д.

д) внутреннее облучение при потреблении загрязненных продуктов и воды.

В зависимости от обстановки для защиты населения могут быть приняты следующие меры:

Ограничение пребывания на открытой местности,

Герметизация жилых и служебных помещений на время формирования радиоактивного загрязнения территории,

Применение лекарственных препаратов, препятствующих накоплению радионуклидов в организме,

Временная эвакуация населения,

Санитарная обработка кожных покровов и одежды,

Простейшая обработка загрязненных продуктов питания (обмыв, удаление поверхностного слоя и др.),

Исключение или ограничение употребления в пищу загрязненных продуктов,

Перевод мелочно-продуктивного скота на незагрязненные пастбища или на чистые фуражные корма.

В случае, когда радиоактивное загрязнение таково, что требуется эвакуация населения, руководствуются «критерия- ми для принятия решений о мерах защиты населения в случае аварии реактора»

10. Понятие радиочувствительности и радиоустойчивости, радиочувствительность различных органов и тканей

Понятие радиочувствительности – определяет собой способность организма проявить наблюдаемую реакцию при малых дозах ионизирующей радиации. Радиочувствительность - каждому биологическому виду свойственна своя мера чувствительности к действию ионизирующей радиации. Степень радиочувствительности сильно варьирует и в пределах одного вида - индивидуальная радиочувствительность, а для определенного индивидуума зависит также от возраста и пола.

Понятие радиоустойчивости (радиорезистентности) подразумевает способность организма выжить при облучении в определенных дозах или проявить ту или иную реакцию на облучение.

Радиочувствительность различных органов и тканей.

В общем случае радиочувствительность органов зависит не только от радиочувствительности тканей, которые оставляют орган, но и от его функций. Желудочно-кишечный синдром, приводящий к гибели при облучении дозами 10–100 Гр, обусловлен в основном радиочувствительностью тонкого кишечника.

Легкие являются наиболее чувствительным органом грудной клетки. Радиационные пневмониты (воспалительная реакция легкого на действие ионизирующего излучения) сопровождаются потерей эпителиальных клеток, которые выстилают дыхательные пути и легочные альвеолы, воспалением дыхательных путей, легочных альвеол и кровеносных сосудов, приводя к фиброзам. Эти эффекты могут вызывать легочную недостаточность и даже гибель в течение нескольких месяцев после облучения грудной клетки.

В течение интенсивного роста кости и хрящи более радиочувствительны. После его окончания облучение приводит к омертвению участков кости - остеонекрозу - и возникновению спонтанных переломов в зоне облучения. Другим проявлением радиационного поражения является замедленное заживление переломов и даже образование ложных суставов.

Эмбрион и плод. Наиболее серьезные последствия облучения - гибель до или во время родов, задержка развития, аномалии многих тканей и органов тела, возникновение опухолей в первые годы жизни.

Органы зрения. Известны 2 вида поражения органов зрения – воспалительн6ые процессы в кнъюктевите и катаракта при дозе 6 Гр у человека.

Репродуктивные органы. При 2 Гр и более наступает полная стерилизация. Острые дозы порядка 4 Гр приводят к бесплодию.

Органы дыхания, ЦНС, эндокринные железы, органы выделения относятся к довольно устойчивы тканям. Исключение составляет щитовидная железа при облучении ее J131.

Очень высокая устойчивость костей, сухожилий, мышц. Абсолютно устойчива жировая ткань.

Радиочувствительность определяется, как правило, по отношению к острому облучению, притом однократному. Поэтому получается, что системы, состоящие из быстро обновляющихся клеток, более радиочувствительны.

11. Классификация лучевых поражений организма

1. Лучевая болезнь, острая хроническая форма – возникает при однократном внешнем облучении в дозе 1Гр и выше.

2. Местные лучевые поражения отдельных органов и тканей:

Лучевые ожоги различной степени тяжести вплоть до развития некроза и в последующем рака кожи;

Лучевой дерматит;

Лучевая катаракта;

Выпадение волос;

Лучевая стерильность временного и постоянного характера при облучении семенников и яичников

3. Лучевые поражения организма, вызванные попаданием внутрь радионуклидов:

Поражение щитовидной железы радиоактивным йодом;

Поражения красного костного мозга радиоактивным стронцием с последующим развитием лейкозов;

Поражение легких, печени радиоактивных плутонием

4. Комбинированные лучевые поражения:

Сочетание острой лучевой болезни с каким-либо травмирующим фактором (раны, травмы, ожоги).

12. Острая лучевая болезнь (ОЛБ)

ОЛБ возникает при однократном внешнем облучении в дозе 1Гр и выше. Выделят следующие формы ОЛБ:

Костномозговую (развивается при однократном внешнем равномерном облучении в дозах от 1 до 10 Гр в зависимости от поглощенной дозы ОЛБ подразделяются на 4 степени тяжести:

1 – легкая (при облучении в дозах 1-2 Гр

2 - средней (2-4 Гр)

3 – тяжелая (4-6 Гр)

4 – крайне тяжелая (6-10 Гр)

Кишечную

Токсемическую

Церебральную

ОЛБ протекает с определенными периодами:

1 период формирование подразделяется на 4 фазы:

1 фаза острая первичная реакция организма (развивается сразу после облучения, проявляется тошнотой, рвотой, диареей, головной боль, нарушение сознания, повышением t тела, покраснением кожи и слизистых в местах большего облучения. В эту фазу могут наблюдаются изменения в составе крови – снижается уровень лейкоцитов).

2 фаза скрытая или латентная. Проявляется мнимым благополучием. Состояние больного улучшается. Однако в крови продолжает снижаться уровень лейкоцитов, а также тромбоцитов.

3 фаза разгар болезни. Формируется на фоне резкого уменьшения уровня лейкоцитов и лимфоцитов. Состояние больного значительно ухудшается, развивается сильная слабость, резкая головная боль, диарея, анурексия, возникает кровоизлияние под кожу, в легкие, сердце, мозг, интенсивно выпадают волосы.

4 фаза восстановление. Характеризуестя значительным улучшением самочувствия. Уменьшается кровоточивость, нормализуются кишечные расстройства, восстанавливаются показатели крови. Продолжение этой фазы от 2 месяцев и более.

4 степень тяжести ОЛБ латентной или скрытой фазы не имеет. Фаза первичной реакции сразу переходит в фазу разгара болезни. Летальность при данной степени тяженим сожжет достигать 100%. Причины – кровоизлияние или инфекционные заболевания, т.к. иммунитет подавлен полностью.

13. Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ)

ХЛБ – это общее заболевание всего организма, которое развивается при длительном воздействии излучения в дозах, превышающих предельно допустимые уровни.

Выделяют 2 варианта ХЛБ:

1 возникает при длительном, равномерном воздействии внешего обучения пли попадания в организм радионуклидов, которые равномерно распределяются в органах и тканях.

2 обусловлен неравномерным внешним облучением или попаданием в организма радионуклидов, которые накапливаются в определенных органах.

В течение ХЛБ выделяются 4 периода:

1 доклинический

2 формирование (определяется суммарной дозой облучения и в этом периоде 3 степени тяжести:

1 период возникает вегетососудистая дистония, наблюдаются умеренные изменения в составе крови, головные боли, бессонница.

2 период характеризуется функциональными нарушениями нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, возникают значительные изменения со стороны эндокринных органов. Стойка угнетается кроветворением.

3 период возникают органические изменения в организме, появляются сильные боли в сердце, отдышка, диарея, нарушается менструальный цикл, у мужчин может развиваться половое бессилие, в костном мозге нарушается система кроветворения.

3 восстановительный (начинается при снижении дозы облучения или при прекращении облучения. Самочувствие больного значительно улучшается. Нормализуются функциональные нарушения)

4 – исход (характеризуется стойкими нарушениями деятельности нервной системы, развивается сердечная недостаточность, снижается функция печени, возможно развитие лейкозов, различных новообразований, анемий).

14. Отдаленные последствия лучевого воздействия

Являются случайными или вероятностными.

Выделяют соматические и генетические эффекты.

К соматическим относятся лейкозы, злокачественные новообразования, поражение кожи и глаз.

Генетические эффекты – это нарушения строения хромосом и мутаций генов, которые проявляются наследственными заболеваниями.

Генетические эффекты не проявляются у лиц, непосредственно подвергшихся облучению, а представляют опасность для их потомства.

Отдаленные последствия лучевого воздействия возникают при действии малых доз излучений меньше, чем 0,7 Гр (грей).

15. Правила действия населения при возникновении радиационной опасности (укрытие в помещениях, защита кожи, защита органов дыхания, индивидуальная дезактивация)

При сигнале "Радиационная опасность" - сигнал подается в населенных пунктах, по направлению к которым движется радиоактивное облако, по этому сигналу:

Для защиты органов дыхания надевают респираторы, противогазы, тканевую или ватно-марлевую повязку, противопылевые маски, взять запас продуктов, предметов первой необходимости, индивидуальные средства медицинской защиты;

Укрываются в противорадиационных укрытиях, они защищают людей от внешнего гамма-излучения и от попадания радиоактивной пыли в органы дыхания, на кожу, одежду, а также от светового излучения ядерного взрыва. Они устраиваются в подвальных этажах сооружений и зданий, могут использоваться и наземные этажи, лучше каменных и кирпичных сооружений (полностью защищают от альфа и бета-излучений). В них должны быть основные (укрытие людей) и вспомогательные (санузлы, вентиляционные) помещения и помещения для зараженной одежды. В загородной зоне под противорадиационные укрытия приспосабливают подполья, подвалы. Если нет водопровода, создается запас воды из расчета 3-4 л в сутки на человека.

Для защиты кожи от бета-излучения используют резиновые или прорезиненные перчатки; для защиты от гамма-излучения используют экраны из свинца.

Индивидуальная дезактивация – это процесс удаления радиоактивных веществ с поверхности одежды и других предметов. После нахождения на улице необходимо сначала вытряхнуть верхнюю одежду, став спиной к ветру. Наиболее грязные участки вычищают щеткой. Хранить верхнюю одежду нужно отдельно от домашней. При стирке одежду нужно предварительно замочить на 10 мин в 2% растворе суспензии на основе глины. Обувь необходимо регулярно мыть и менять при входе в помещение.

При нарастании радиационной угрозы возможно проведение эвакуации. При поступлении сигнала необходимо подготовить документы, деньги, предметы первой необходимости. А также собрать необходимые лекарства, минимум одежды, запас консервированных продуктов. Собранные продукты и вещи обязательно следует упаковать в полиэтиленовые меши и пакеты.

16. Экстренная йодная профилактика поражений радиоактивным йодом при авариях на АЭС

Экстренная йодная профилактика начинается только после специально оповещения. Данную профилактику осуществляют органы и учреждения Здравоохранения. Для этих целей используют препараты стабильного йода:

Калия йодит в таблетках, а при отсутствии его 5% водно-спиртовой раствор йода.

Калия йодит применяют в следующих дозах:

детям до 2 лет по 0,4 гр на 1 прием

детям старше 2 лет и взрослым по 0,125 гр на 1 прием

Препарат следует принимать после еды 1 р в день вместе с водой в течение 7 суток. Водно-спиртовой р-р йода детям до 2 лет по 1-2 капли на 100мл молока или питательной смени 3 р в день в течение 3-5 суток; детям старше 2 лет и взрослым 3-5 капель на 1 ст воды или молока после еды 3 р в день в течение 7 суток.

17. Авария на ЧАЭС и ее причины

Произошла 26 апреля 1986 года - на четвертом энергоблоке произошел взрыв ядерного реактора. Авария на Чернобыльской АЭС по своим долговременным последствиям явилась крупнейшей катастрофой современности. 25 апреля 1986 г четвёртый блок ЧАЭС предполагалось остановить для планового ремонта, во время которого была запланирована проверка работы регулятора магнитного поля одного из двух турбогенераторов. Эти регуляторы были разработаны для продления времени «выбега» (работы на холостом ходу) турбогенератора до момента выхода на полную мощность резервных дизель-генераторов.

Произошло 2 взрыва: 1 тепловой – по механизму взрыва, ядерный – по природе запасенной энергии.

2. химический (самый мощный и разрушительный) – выделилась энергия межатомных связей

Для взрыва на ЧАЭС характеры 2 поражающих фактора: проникающая радиация и радиоактивное загрязнение.

Причины аварии:

1. Конструктивные недостатки реактора, грубые ошибки в работе персонала (отключение системы аварийного охлаждения реактора)

2. Недостаточный надзор со стороны государственных органов и руководства станции

3. Недостаточная квалификация персонала (непрофессионализм) и несовершенная система безопасности

18. Радиоактивное загрязнение территории РБ в результате аварии на ЧАЭС, типы радионуклидов и их период полураспада.

В результате аварии радиоактивному загрязнению подверглись почти ¼ часть территории РБ с населением в 2,2 млн.человек. Особенно пострадали Гомельская, Могилевская и Бресткая области. Среди наиболее загрязненных районов Гомельщины следует назвать Брагинский, Кормянский, Наровлянский, Хойникский. Ветковский и Чечерский. В Могилевской области наиболее радиоактивно загрязнены Краснопольский, Чериковский, Славгородский, Быховский и Костюковичский районы. В Брестской области загрязнены: Лунинецкий, Столинский, Пинский и Дрогичинский районы. Радиационные осадки отмечены в Минской и Гродненской областях. Только Витебщина считается практически чистой областью.

Первое время после аварии основной вклад в суммарную радиоактивность вносили короткоживущие радионуклиды: йод-131, стронций-89, теллур-132 и другие. В настоящее время загрязнение нашей республики определяет в основном цезий-137, в меньшей степени – стронций-90 и плутониевые радионуклиды. Объясняется это тем, что более летучий цезий отнесен на большие расстояния. А более тяжелые, стронций и частицы плутония, осели ближе к ЧАЭС.

Из-за загрязнения территории были сокращены посевные площади, ликвидированы 54 колхоза и совхоза, закрыто свыше 600 школы и детских садов. Но самыми тяжелыми оказались последствия для здоровья населения, увеличилось количество различных заболеваний и сократилась продолжительность жизни.

Тип радионуклида	Излучение	Период полураспада
J 131 (йод)	излучатель - β, гамма	8 суток	(щавель, молоко, зерно)
Cs 137 (цезий) накапливается в мышцах	излучатель – β, гамма	30 лет	конкурентом, который препятствует поглощению цезия в организм является калий (баранина, калий, говядина, зерно, рыба)
Sr 90 (стронций) накапливается в костях	излучатель β	30 лет	Конкурент кальций (зерно)
Pu 239 (плутоний)	излучатель – α, гамма, рентген	24 065 лет	конкурент – железо (гречка, яблоки, гранат, печень)
Am 241 (америций)	излучатель - α, гамма	432 года

19. Характеристика йода-131 (накопление в растениях и животных), особенности воздействия на человека.

Йод-131 - радионуклид с периодом полураспада 8 сут., бета- и гамма-излучатель. Вследствие высокой летучести практически весь йод-131, имевшийся в реакторе, был выброшен в атмосферу. Его биологическое действие связано с особенностями функционирования щитовидной железы . Щитовидная железа детей в три раза активнее поглощает попавший в организм радиойод. Кроме того, йод-131 легко проникает через плаценту и накапливается в железе плода.

Накопление в щитовидной железе больших количеств йода-131 ведет к радиационному поражению секреторного эпителия и к гипотиреозу - дисфункции щитовидной железы. Возрастает также риск злокачественного перерождения тканей. У женщин риск развития опухолей в четыре раза выше, чем у мужчин, у детей в три-четыре раза выше, чем у взрослых.

Величина и скорость всасывания, накопление радионуклида в органах, скорость выведения из организма зависят от возраста, пола, содержания стабильного йода в диете и других факторов. В этой связи при поступлении в организм одинакового количества радиоактивного йода поглощенные дозы значительно различаются. Особенно большие дозы формируются в щитовидной железе детей, что связано с малыми размерами органа, и могу в 2-10 раз превышать дозы облучения железы у взрослых.

Профилактика поступления йода-131 в организм человека

Эффективно предотвращает поступление радиоактивного йода в щитовидную железу прием препаратов стабильного йода. При этом железа полностью насыщается йодом и отвергает попавшие в организм радиоизотопы. Прием стабильного йода даже через 6 ч после разового поступления 131I может снизить потенциальную дозу на щитовидную железу примерно в два раза, но если отложить йодопрофилактику на сутки, эффект будет небольшим.

Поступление йода-131 в организм человека может произойти в основном двумя путями: ингаляционным, т.е. через легкие, и пероральным - через потребляемые молоко и листовые овощи.

20. Характеристика стронция-90 (накопление в растениях и животных), особенности воздействия на человека.

Мягкий щелочноземельный металл серебристо-белого цвета. Очень химически активен и на воздухе быстро реагирует с влагой и кислородом, покрываясь желтой оксидной плёнкой

Стабильные изотопы стронция сами по себе малоопасны, но радиоактивные изотопы стронция представляют собой большую опасность для всего живого. Радиоактивный изотоп стронция стронций-90 по праву считается одним из наиболее страшных и опасных антропогенных радиационных загрязнителей. Связано это, прежде всего, с тем, что он имеет весьма короткий период полураспада - 29 лет, что обуславливает очень высокий уровень его активности и мощное радиоционное излучение, а с другой стороны его способностью эффективно метаболизироваться и включаться в жизнедеятельность организма.

Стронций является почти полным химическим аналогом кальция, поэтому проникая в организм, он откладывается во всех содержащих кальций тканях и жидкостях - в костях и зубах, обеспечивая эффективное радиационное поражения тканей организма изнутри. Стронций-90 поражает костную ткань и, самое главное, особо чувствительный к действию радиации костный мозг. Под действием облучения в живом веществе происходят химические изменения. Нарушаются нормальная структура и функции клеток. Это приводит к серьезным нарушениям обмена веществ в тканях. А в итоге развитие смертельно опасных болезней – рака крови (лейкемия) и костей. Кроме того, излучение действует на молекулы ДНК и влияет на наследственность.

Стронций-90, освободившийся например в результате техногенной катастрофы, попадает в виде пыли в воздух, заражая землю и воду, оседает в дыхательных путях людей и животных. Из земли он попадает в растения, продукты питания и молоко, а далее и в организм людей принявших зараженные продукты. Cтронций-90 не только поражает организм носителя, но и сообщает его потомкам высокий риск врожденных уродств и дозу через молоко кормящей матери.

В организме человеке радиоактивный стронций избирательно накапливается в скелете, мягкие ткани задерживают менее 1% исходного количества. С возрастом отложение стронция-90 в скелете понижается, у мужчин он накапливается больше, чем у женщин, а в первые месяцы жизни ребенка отложение стронция-90 на два порядка выше, чем у взрослого человека.

Радиоактивный стронций может поступать в окружающую среду в результате ядерных испытаний и аварий на АЭС.

Для того чтобы вывести его из организма, понадобится 18 лет.

Стронций-90 активно участвует в обмене веществ у растений. В растения стронций-90 попадает при загрязнении листьев и из почвы через корни. Особенно много стронция-90 накапливают бобовые (горох, соя), корне- и клубнеплоды (свекла, морковь) в наименьшей степени – в зерновых злаках. Радионуклиды стронция накапливаются в надземных частях растений.

В организм животных радионуклиды могут поступать по следующим путям: через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Стронций накапливается в основном костной тканью. Наиболее интенсивно поступают в организм молодых особей. Больше накапливают радиоактивные элементы животные, обитающие в горах, чем низинах, это связано с тем, что в горах выпадает больше осадков, больше листовой поверхности растений, больше бобовых растений, чем в низинах.

21. Характеристика плутония-239 и америция-241 (накопление в растениях и животных), особенности воздействия на человека

Плутоний - очень тяжелый серебристый металл. Вследствие своей радиоактивности, плутоний теплый на ощупь. Он обладает самой низкой теплопроводностью изо всех металлов, самой низкой электропроводностью. В своей жидкой фазе это самый вязкий металл. Pu-239 - единственный подходящий изотоп для оружейного использования.

Токсические свойства плутония появляются как следствие альфа-радиоактивности. Альфа частицы представляют серьезную опасность только в том случае, если их источник находится в теле (т.е. плутоний должен быть принят внутрь). Хотя плутоний излучает еще и гамма-лучи и нейтроны, которые могут проникать в тело снаружи, уровень их слишком мал, чтобы причинить сильный вред.

Альфа-частицы повреждают только ткани, содержащие плутоний или находящиеся в непосредственном контакте с ним. Значимы два типа действия: острое и хроническое отравления. Если уровень облучения достаточно высок, ткани могут страдать острым отравлением, токсическое действие проявляется быстро. Если уровень низок, создается накопляющийся канцерогенный эффект. Плутоний очень плохо всасывается желудочно-кишечным трактом, даже когда попадает в виде растворимой соли, впоследствии она все равно связывается содержимым желудка и кишечника. Загрязненная вода, из-за предрасположенности плутония к осаждению из водных растворов и к формированию нерастворимых комплексов с остальными веществами, имеет тенденцию к самоочищению. Наиболее опасным для человека является вдыхание плутония, который накапливается в легких. Плутоний может попадать в организм человека с едой и водой. Он откладывается в костях. Если он проникнет в систему кровообращения, то с большой вероятностью начнет концентрироваться в тканях, содержащих железо: костном мозге, печени, селезенке. Если разместится в костях взрослого человека, в результате ухудшится иммунитет и через несколько лет может развиться рак.

Америций металл серебристо-белого цвета, тягучий и ковкий. Этот изотоп, распадаясь, испускает альфа-частицы и мягкие, малоэнергичные гамма-кванты. Защита от мягкого излучения америция-241 сравнительно проста и немассивна: вполне достаточно сантиметрового слоя свинца.

22. Медицинские последствия аварии для Республики Беларусь

Медицинские исследования, проведённые в последние годы, показывают, что Чернобыльская катастрофа оказала очень вредное воздействие на жителей Беларуси. Установлено, что в Беларуси сегодня самая малая продолжительность жизни человека по сравнению с её соседями - Россией, Украиной, Польшей, Литвой и Латвией.

В медицинских исследованиях указывается, что число практически здоровых детей за годы, прошедшие после Чернобыля, уменьшилось, хроническая патология выросла с 10% до 20%, установлен рост числа заболеваний по всем классам болезней, частота врождённых пороков развития увеличилась в Чернобыльских районах в 2,3 раза.

Следствием постоянного облучения в малых дозах является повышение доли врождённых пороков развития детей, матери которых не прошли специальный медицинский контроль. Растёт удельный вес и распространённость сахарного диабета, хронических болезней желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, иммуннозависимых и аллергических болезней, а также рака щитовидной железы, злокачественных заболеваний крови. Постоянно нарастает заболеваемость детским и подростковым туберкулёзом. Воздействие накопленных в организме радионуклидов, прежде всего цезия-137, на здоровье детей было установлено при изучении сердечно-сосудистой системы, органов зрения, эндокринной системы, женской репродуктивной системы, состояния печени и обмена веществ, кроветворной системы. Сердечно-сосудистая система оказалась наиболее чувствительной к накоплению радиоактивного цезия. Поражение сосудистой системы под влиянием радиоактивного цезия проявляется в росте числа лиц с тяжелейшим патологическим процессом - повышенным артериальным давлением - гипертензией, формирование которой происходит уже в детском возрасте. Среди патологических изменений органов зрения чаще всего наблюдается катаракта, деструкция стекловидного тела, цикластения, аномалии рефракции. Почки активно накапливают радиоактивный цезий, при этом его концентрация может достигать очень больших величин, являясь причиной патологических изменений в почках.

Губительным оказывается воздействие радиации на печень.

Значительно страдает от радиации иммунная система человека. Радиоактивные вещества снижают защитные функции организма, причём, как и в предыдущих случаях, чем выше накопление радиации, тем слабее иммунная система человека.

Радиоактивные вещества, накопленные в человеческом организме, поражают также кроветворную, женскую репродуктивную, нервную систему человека.

Медицинскими исследованиями доказано, что, чем больше радиоактивных веществ содержится в организме человека и, чем дольше они там находятся, тем больший вред они наносят человеку.

С 1992 г. в Беларуси началось снижение рождаемости.

23. Экономические последствия аварии для Республики Беларусь

Чернобыльская авария оказала воздействие на все сферы общественной жизни и производства Беларуси. Из общего потребления исключены значительные природные ресурсы плодородные пахотные земли, леса, полезные ископаемые. Существенно изменились условия функционирования объектов производственного и социального назначения, расположенных на загрязнённых радионуклидами территориях. Отселение жителей из загрязнённых радионуклидами районов привело к прекращению деятельности многих предприятий и объектов социальной сферы к закрытию свыше 600 школ и детских садов. Республика понесла большие потери и продолжает нести убытки от снижения объёмов производства, неполной окупаемости средств, вложенных в хозяйственную деятельность. Существенны потери топлива, сырья и материалов.

По оценкам общая сумма социально-экономического ущерба от аварии на ЧАЭС за 1986-2015 гг. в Республике Беларусь составит 235 млрд. долларов США. Это равно почти 32 госбюджетам Беларуси доаварийного 1985 года. Беларусь была объявлена зоной экологического бедствия.

Пострадали предприятия по переработке мяса, молока, картофеля, льна, по заготовке и переработке хлебопродуктов. Были закрыты 22 месторождения полезных ископаемых (строительного песка, гравия, глин, торфа, мела), а всего в зоне загрязнения оказались 132 месторождения. Третья составляющая общего ущерба – это упущенная выгода (13,7 млрд долл. США). Она включает стоимость загрязненной продукции, затраты на ее переработку или восполнение, а также потери от расторжения контрактов, аннулирования проектов, замораживания кредитов, штрафов.

Пострадали лесное хозяйство, строительный комплекс, транспорт (дорожное хозяйство и железные дороги), предприятия связи, водные ресурсы. Огромный урон нанесла авария социальной сфере. При этом наиболее сильно пострадало жилищное хозяйство, рассредоточенное по всей территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению

24. Экологические последствия аварии для Республики Беларусь (загрязнение растительного и животного мира)

В растения радионуклиды попадают из почвы, при фотосинтезе и во время атмосферных осадков. У лиственных деревьев накопление радионуклидов меньше, чем у хвойных. Менее чувствительны к радиации кустарники, трава. Степень воздействия излучения на растительный мир зависит от плотности загрязнения данной местности. Так, при относительно небольшом загрязнении наблюдается ускорение роста некоторых деревьев, а при очень высоком – рост прекращается.

В настоящее время радионуклиды в растения поступают главным образом из почвы и особенно те, которые хорошо растворимы в воде. Лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки, петрушка, укроп, гречка являются сильными накопителями радионуклидов. Весьма велико содержание радионуклидов в дикорастущих ягодах чернике, бруснике, клюкве, смородине. В меньшей мере – ольхе, фруктовых деревьях, капусте, огурцах, картофеле, томате, кабачках, луке, чесноке, свекле, редисе, моркови, хрене и редьке.

Облучение животных приводит к появлению у них тех же болезней, что и у человека. больше всех страдают дикие кабаны, волки, среди домашних животных – крупный рогатый скот. Внутреннее облучение млекопитающих вызвало, кроме увеличения различных заболеваний, снижение плодовитости и генетические последствия. Следствием этого является появление на свет животных с различными уродствами. (напр. встречаются ежи, но без иголок, значительно больших размеров зайцы, животные с 6 ногами, с двумя головами). Чувствительность животных к облучению различна, и, соответственно, страдают они от этого в разной степени. Одними из более устойчивых к воздействию радиации являются птицы.

25. Пути преодоления последствий аварии на ЧАЭС (Государственная программа преодоления последствий аварии)

После Чернобыльской катастрофы в Беларуси была создана система радиационного контроля. Задачей этой системы является радиационный контроль среды обитания человека, то есть контроль организован при министерствах и ведомствах и охватывает контроль воздуха, почв, водных ресурсов, лесных угодий, продуктов питания и так далее.

Правительственные органы республики приняли комплекс мер по радиационной защите населения и обеспечению радиационной безопасности.

К основным из них относятся:

1) эвакуация и отселение;

2) дозиметрический контроль радиационной обстановки на всей территории республики и её прогнозирование;

3) дезактивация территории, объектов, техники и т.п.;

4) комплекс лечебно-профилактических мероприятий;

5) комплекс санитарно-гигиенических мероприятий;

6) контроль над переработкой и нераспространением загрязнённых радионуклидами продуктов;

7) компенсация ущерба (социального, экономического, экологического);

8) контроль над использованием, нераспространением и захоронением радиоактивных материалов;

9) реабилитация сельскохозяйственных угодий и организация агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения.

В Республике Беларусь создана налаженная система радиоэкологического мониторинга, которая носит, в основном, ведомственный характер.

Проводятся защитные санитарно-гигиенические мероприятия, решающие основные задачи радиационной гигиены: снижение дозы внешнего и внутреннего облучения людей, использование радиопротекторов, обеспечение экологически чистыми продуктами питания.

Разработано законодательство Республики Беларусь по обеспечению радиационной безопасности: принят закон «О социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на ЧАЭС», который даёт право на получение льгот и компенсации за ущерб, причиненный здоровью в результате аварии.

Приняты закон «О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на ЧАЭС» и закон «О радиационной безопасности населения», которые содержат ряд положений, направленных на снижение риска неблагоприятных последствий от действия ионизирующих излучений природного или техногенного характера.

26. Способы дезактивации продуктов питания (мясо, рыба, грибы, ягоды)

Наибольшую опасность для человека представляет внутреннее облучение, т.е. радионуклиды, попавшие внутрь организма вместе с пищей.

Снижению внутреннего облучения способствует уменьшение поступления радионуклидов в организм.

Поэтому мясо необходимо вымачивать 2-4 часа в подсоленной воде. Желательно перед вымачиванием нарезать мясо на небольшие куски. Нужно исключить из рациона мясокостные бульоны, особенно с кислыми продуктами, т.к. стронций в основном переходит в бульон в кислой среде. При приготовление мясных и рыбных блюд следует слить воду и заменить на свежую, но после первой воды необходимо удалить из кастрюли и отделенные от мяса кости так выводится до 50% радиоактивного цезия.

Перед приготовлением блюд из рыбы и птицы следует удалить внутренности, сухожилия и головы, поскольку в них происходит наибольшее накопление радионуклидов. При варке рыбы в 2-5 раз уменьшается концентрация радионуклидов.

Грибы необходимо вымачивать в двухпроцентном растворе поваренной соли в течение нескольких часов.). Снижения содержания радиоактивных веществ в грибах можно достичь отвариванием их в солёной воде в течение 15-60 минут, причём, каждые 15 минут отвар необходимо сливать. Добавление в воду столового уксуса или лимонной кислоты увеличивает переход радионуклидов из грибов в отвар. При засолке или мариновании грибов можно уменьшить содержание радионуклидов в них в 1,5-2 раза. В шляпках грибов радиоактивных веществ накапливается больше, чем в ножках, поэтому желательно снимать кожицу со шляпок грибов. Сушить можно только чистые грибы, так как сушка не снижает содержание радионуклидов. Не совсем желательно применение сушеных грибов, т.к. при их последующем употреблении радионуклиды практически полностью переходят в продукты питания.

Необходимо тщательно мыть овощи и фрукты, снимать кожуру. Овощи следует предварительно замачивать в воде на несколько часов.

Дары леса наиболее загрязнены (основное количество радионуклидов располагается в верхнем слое лесной подстилки толщиной 3-5 сантиметров). Из ягод наименее загрязнены рябина, малина, земляника, наиболее черника, клюква, голубика, брусника.

27. Коллективные и индивидуальные средства защиты человека при возникновении радиационной опасности

Средства коллективной защиты разделяются на устройства: оградительные, предохранительные, тормозные, автоматического контроля и сигнализации, дистанционного управления и знаки безопасности.

Простейшие укрытия – открытые и перекрытые щели, ниши, траншеи, котлованы, овраги и т.д.

Индивидуальные:

Гражданские противогазы,

Респираторы – противопылевые, противогазовые, газопылезащитные – обеспечивают защиту органов дыхания от радиоактивной и другой пыли

Ватно-марлевая повязка (кусок марли 100х50 см, посередине помещают слой ваты толщиной 1-2 см)

Противопылевая тканевая маска – они надежно защищают органы дыхания от радиоактивной пыли (сами можем сделать)

Одежда: куртки, брюки, комбинезоны, полукомбинезоны, халаты с капюшонами, сшитые в большинстве случаев из брезента или из прорезиненной ткани, зимние вещи: пальто из грубого сукна или драпа, ватники, дубленки, кожаные пальто., сапоги, боты, резиновые перчатки.

Работа № 14

ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

Общие сведения
Излучения, взаимодействия которых со средой приводят к образованию ионов разных знаков и радикалов, называются ионизирующими. При этом различают корпускулярное и фотонное излучения. Корпускулярное излучение представляет собой поток элементарных частиц: a – и b – частицы, нейтроны, протоны, мезоны и др. Элементарные частицы возникают при радиоактивном распаде, ядерных превращениях или генерируются на ускорителях. Заряженные частицы в зависимости от величины кинетической энергии могут вызывать непосредственно ионизирующее излучение при столкновении с веществом. Нейтроны и другие нейтральные элементарные частицы при взаимодействии с веществом непосредственно ионизации не производят, но в процессе взаимодействия со средой они высвобождают заряженные частицы (электроны, протоны и т.д.), способные ионизировать атомы и молекулы среды, через которую они проходят. Такие излучения принято называть косвенными ионизирующими излучениями.

К фотонному излучению относят: гамма-излучение, характеристическое, тормозное, рентгеновское излучения. Указанные излучения представляют собой электромагнитные колебания очень высоких частот (Гц), которые возникают при изменении энергетического состояния атомных ядер (гамма - излучение), перестройке внутренних электронных оболочек атомов (характеристическое), взаимодействии заряженных частиц с электрическим полем (тормозное) и других явлениях. Фотонное излучение также является косвенно ионизирующим. Кроме ионизирующей способности к основным характеристикам ионизирующих излучений относятся энергия, измеряемая в электрон – вольтах, и проникающая способность.

Источником излучения называют объект, содержащий радиоактивный материал или техническое устройство, испускающее или способное в определенных условиях испускать излучение. К числу таких объектов относятся: радионуклиды, ядерные устройства (ускорители, атомные реакторы), рентгеновские трубки.

Технологии, методики и приборы, использующие ионизирующие излучения, получили широкое распространение в промышленности, в медицине и науке. Это, в первую очередь, атомные электростанции, надводные и подводные корабли с атомными установками, рентгеновские установки для медицинского, научного и промышленного назначения и др.
^

Биологическое воздействие излучений.

Излучение является вредным фактором для живой природы и, особенно, человека. Биологически вредное воздействие излучения на живой организм определяется в первую очередь дозой поглощенной энергии и производимым при этом эффектом ионизации, т. е. плотностью ионизации. Большая часть поглощенной энергии расходуется на ионизацию живой ткани, что нашло свое отражение и в определении излучений как ионизирующих.

Ионизирующие излучения оказывают на биологическую ткань прямое и непрямое воздействие. Прямое - разрыв внутриатомных и внутримолекулярных связей, возбуждение атомов или молекул, образование свободных радикалов. Наиболее важное значение имеет радиолиз воды. В результате радиолиза образуются высокореактивные радикалы, которые вызывают вторичные реакции окисления по любым связям, вплоть дo изменения химического строения ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) с последующими генными и хромосомными мутациями. В этих явлениях и заключается опосредованное (непрямое) действие излучения. При этом следует отметить, что особенность воздействия ионизирующих излучений состоит в том, что в химические реакции, индуцированные реактивными радикалами, вовлекаются сотни и тысячи молекул, не затронутых непосредственно излучением. Таким образом, результат воздействия ионизирующих излучений в отличие от других видов излучений зависит в большей степени от формы, в которой их энергия передается биологическому объекту.

Негативные последствия воздействия ионизирующих излучений на организм человека условно делятся на соматические и генетические. Генетические эффекты воздействия излучений проявляются в отдаленные промежутки времени у потомства облученных. Соматические последствия, в зависимости от степени и характера облучения, могут проявляться непосредственно в виде острой или хронической формы лучевой болезни. Лучевая болезнь, в первую очередь, характеризуется изменением состава крови (уменьшением числа лейкоцитов в крови – лейкопенией), а также появлением тошноты, рвоты и подкожных кровоизлияний, изъязвлений. Острая форма лучевой болезни возникает у человека при однократном облучении свыше 100 P (рентген) – 1 степень лучевой болезни, а при 400 P (3-я степень) наблюдается 50% смертельных случаев, что связано в первую очередь с потерей иммунитета. При экспозиционной дозе свыше 600 Р (4-я степень) погибают 100% облученных. В отношении поражения от ионизирующего излучения природа поставила человека в самые тяжелые условия по сравнению с другими живыми существами. Так, средние смертельные дозы (50%) составляют: обезьяна-550 , кролик - 800, черви - 20000 , а амеба - 100000, вирусы - более 1000000 P.
^ Единицы доз.
Общей единицей (мерой) воздействия ионизирующего излучения на человека является доза. Различают следующие основные виды доз: поглощенная, эквивалентная, эффективная, экспозиционная.

^ Доза поглощенная (D) – величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу:

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

^ Доза эквивалентная (Н) – сумма поглощенных доз в органах или тканях, умноженных на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения :

где

- средняя поглощенная доза в органе или ткани i - того ионизирующего излучения.

Взвешивающие коэффициенты учитывают относительную опасность различных видов излучения в индуцировании неблагоприятных биологических эффектов и зависят от ионизирующей способности излучений. Для различных видов излучения значения взвешивающих коэффициентов составляют:

Фотоны любых энергий, электроны ………………………1

Нейтроны с энергией менее 10 кэВ…………………………5

От 10 кэВ до 100 кэВ……………….10

Альфа-частицы………………………………………………20

^ Доза эффективная (Е) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

где

- взвешивающий коэффициент для органа или ткани, который характеризует относительный риск на единицу дозы по выходу отдаленных последствий при облучении данного органа по отношению к облучению всего тела. При облучении организма в целом =1, а при облучении отдельных органов составляет: гонады (половые железы) - 0,2; желудок – 0,12; печень – 0,05; кожа – 0,01 и т.д.
- эквивалентная доза в соответствующем органе или ткани.

^ Экспозиционная доза (X) - это количественная характеристика фотонного излучения, основанная на его ионизирующем действии в сухом атмосферном воздухе и представляющая собой отношение суммарного заряда (dQ) ионов одного знака, возникающих в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов и позитронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, к массе воздуха (dm) в этом объеме (справедливо для фотонного излучения с энергией до 3 МэВ):

На практике в качестве характеристики ионизирующего излучения широко используется единица рентген (Р), которая является внесистемной единицей экспозиционной дозы (при прохождении излучения через 1 куб.см воздуха создаются ионы, несущие заряд в 1 электростатическую единицу каждого знака). Экспозиционную дозу в рентгенах и поглощенную дозу в радах для биологических тканей можно считать совпадающими с погрешностью до 5%, которая вызвана тем, что экспозиционная доза не учитывает ионизацию, обусловленную тормозным излучением электронов и позитронов.

Единицы измерения доз в системе СИ и внесистемные единицы измерения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Доза	Единицы СИ	Внесистемные единицы
Поглощенная	Дж/кг, Грей (Гр)	1 рад=0,01 Гр
Эквивалентная	Грей = Зиверт (Зв)	1 бэр=0,01 Зв
Эффективная	Зиверт = Зиверт (Зв)
Экспозиционная	Кулон/кг, (Кл/кг)	Рентген (Р) 1Р=2,58 ∙ 10 -4 Кл/кг 1 Р = 1 рад = 0,013 Зв (в биол.тканях)

Для характеристики изменения дозы во времени вводится понятие мощности дозы. Мощность экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз соответственно определяются:

Характеристикой активности радионуклида (самопроизвольного распада) является отношение числа спонтанных ядерных превращений, происходящих в источнике за единицу времени. Единицей радиоактивности является беккерель (Бк) . Беккерель равен активности радионуклида в источнике, в котором за время 1с происходит одно спонтанное ядерное превращение. Внесистемная единица активности - кюри (Ки). 1 Ки = 3,700 10 10 Бк Активность радионуклидов зависит от времени. Время, в течение которого распадается половина исходных атомов, называется периодом полураспада. Так, например, период полураспада йода
8,05 суток, а у урана
- 4,5 млрд. лет
^ Нормы радиационной безопасности.
Основным документом, регламентирующим допустимые уровни воздействия излучений на организм человека, в нашей стране, является «Нормы радиационной безопасности» (НРБ - 99). С целью снижения необоснованного облучения нормирование осуществляется дифференцированно для различных категорий облучаемых лиц, в зависимости от условий контакта с источниками излучений и места проживания. Нормы устанавливают следующие категории облучаемых лиц:

Персонал (группы А и Б);

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

Нормы облучения также дифференцированы в отношении различной радиочувствительности органов и частей тела человека.

Предельно допустимая доза (ПДД) - наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при рaвномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Предел дозы (ПД) - предельная эквивалентная доза за год для ограниченной части населения. ПД устанавливают меньшим, чем ПДД в 10 раз для предотвращения необоснованного облучения этого контингента людей. Значения ПДД и ПД в зависимости от группы критических органов приведены ниже в таблице 2.

Закономерности биологического эффекта излучения на живую ткань определяют основные принципы защиты - снижение плотности потока излучения и времени его действия. Время контакта с излучением в режиме нормальной эксплуатации установки является регулируемым и контролируемым параметром. Плотность облучающего потока зависит от мощности источника, его физических характеристик и инженерной защиты источника.
Таблица 2.

^ Основные пределы доз

* Примечание: дозы облучения для персонала группы Б не должны превышать ¼ значений для персонала группы А.
^ Защитные мероприятия.
Под инженерной защитой понимают любую среду (материал), расположенную между источником и зоной размещения людей или оборудования для ослабления потоков ионизирующих излучений. Защиту принято классифицировать по назначению, типу, компоновке, форме и геометрии. По назначению защиту подразделяют на биологическую, радиационную и тепловую.

Биологическая защита должна обеспечивать уменьшение дозы облучения персонала до предельно допустимых уровней. При радиационной защите должна быть обеспечена степень радиационных повреждений различных объектов, подвергающихся облучению, до допустимых уровней. Тепловая защита обеспечивает снижение радиационного энерговыделения в защитных композициях до допустимых уровней.

Основными свойствами излучений, определяющими условия безопасности обращения с ними, являются ионизирующая и проникающая способность. Ионизирующая способность излучения отражена в значении взвешивающего коэффициента, а проникающая - характеризуется величиной линейного коэффициента поглощения.

Закон ослабления излучения в веществе, в зависимости от его толщины (х), можно записать в следующем виде:

где n - скорость счета импульсов тока при наличии защитного материала толщиной х, имп/с,

n ф - скорость счета импульсов тока за пределами зоны влияния источника излучения, т.е. фона, имп/с,

n о - скорость счета импульсов тока без защитнoго материала, имп/с.

Из формулы (2) выводим выражение для расчета линейного коэффициента ослабления:

представленной по результатам измерений ослабления излучения за различными толщинами для одного материала. В этом случае эта зависимость будет иметь вид прямой с наклоном определяемым значением линейного коэффициента ослабления, т.е. m = tq а.

Поглощение излучения в веществе зависит от природы излучения, а также от состава и плотности самого вещества. Ниже в таблице 3 представлена зависимость коэффициента ослабления для излучения фотонной природы:

Поглощение корпускулярных ионизирующих излучений происходит значительно интенсивнее фотонных. Это можно объяснить либо наличием у частиц, ионизирующих вещество, электрического заряда, либо при его отсутствии наличием значительной массы ионизирующих частиц (нейтронов). Поглощение корпускулярных излучений удобно характеризовать величиной свободного пробега частиц в веществе.

Таблица 3

Энергия гамма-излучения, МэВ	Коэффициент ослабления, см -1
Энергия гамма-излучения, МэВ	Воздух	оргстекло	железо	свинец
0,1	0,198	0,172	2,81	59,9
0,5	0,111	0,006	0,82	1,67
1,0	0,081	0,07	0,45	0,75
2,0	0,057	0,05	0,33	0,51
5,0	0,036	0,03	0,24	0,48
10,0	0,026	0,022	0,23	0,62

В таблице 4 представлены харaктерные значения свободных пробегов частиц в воздухе для a -, b - и протонного излучений.
Таблица 4

Вид ионизирующего излучения	Диапазон энергии, МэВ	Диапазон свободных Пробегов, см
a	4,0 -10,0	2,5-10,6
b	0,01-8,00	22-1400
протонное	1,0-15,0	0,002-0,003

^ Геометрическое ослабление излучений.
Для точечных источников поток излучения, кроме указанной выше закономерности ослабления при прохождении в веществе, будет ослабляться за счет геометрической расходимости, подчиняющейся закону обратных квадратов

где I - мощность источника, R - расстояние от источника.

Геометрически источники могут быть точечными и протяженными. Протяженные источники представляют собой суперпозицию точечных источников и могут быть линейными, поверхностными или объемными. Физически точечным можно считать такой источник, максимальные размеры которого много меньше расстояния до точки детектирования и длины свободного пробега в материале источника.

Для точечного изотропного источника определяющую роль в ослаблении плотности излучения в воздухе играет геометрическое расхождение. Ослабление за счет поглощения в воздухе, например, для источника с энергией, равной 1 МэВ на расстоянии 3 м, составляет 0,2%.
^ Регистрация излучений. Оборудование и порядок исследований .
Применяемые в области радиационного контроля приборы по своему назначению подразделяются на дозиметры, радиометры и спектрометры. Дозиметры служат для измерения поглощенной дозы ионизирующего излучения или ее мощности. Радиометры служат для измерения плотности потока излучений и активности радионуклидов. Спектрометры служат для измерения распределения излучений по энергии частиц или фотонов.

Основа регистрации любого вида излучений – его взаимодействие с веществом детектора. Под детектором понимается устройство, на вход которого поступают ионизирующее излучение и на выходе появляются регистрируемый сигнал. Тип детектора определяется природой сигнала - при световом сигнале детектор называется сцинтилляционным, при импульсах тока - ионизационным, при появлении пузырьков пара - пузырьковая камера, а при наличии капелек жидкости - камера Вильсона. Вещество, в котором происходит преобразование энергии ионизирующего излучения в сигнал, может быть газом, жидкостью или твердым телом, что и дает соответствующее название детекторам: газовые, жидкостные и твердотельные.

В данной работе применяется прибор, совмещающий функции дозиметра и радиометра - переносной геологоразведочный СРП-68-01. Прибор состоит из выносного блока детектирования БДГЧ-01, переносного пульта, который содержит схему измерения и стрелочный прибор.

В СРП-68-01 используется сцинтилляционный детектор на основе неорганического монокристалла натрий-йод (NaI). Принцип работы детектора заключается в следующем. Излучение, взаимодействуя с веществом сцинтиллятора, создает в нем вспышки света. Фотоны света попадают на фотокатод и выбивают из него фотоэлектроны. Ускоренные и умноженные электроны собираются на аноде. Каждому электрону, поглощенному в сцинтилляторе, соответствует импульс тока в анодной цепи фотоэлектронного умножителя, следовательно, измерению может подлежать как среднее значение анодного тока, так и число импульсов тока в единицу времени. В соответствии с этим различают токовый (интегрирующий) и счетный режимы сцинтилляционного дозиметра.

Стрелочный прибор в измерительном комплексе позволяет снимать значения для двух режимов работы дозиметра:

Мощность экспозиционной дозы, мкР/ч;

Средняя скорость счета импульсов тока, имп/с.

В качестве источника ионизирующего излучения в работе используется контрольная калибровочная метка, которая содержит радионуклид 60 Co с энергией гаммa - квантов:1.17 МэВ и 1.37 МэВ.

Экспериментальные исследования выполняются на лабораторном стенде, основу которого составляет сцинтилляционный геологоразведочный прибор СРП-68-01. Схема стенда представлена на рис. 1 и 2.

Рис.1. Блок-схема установки

Здесь: 1 - переносной пульт измерения; 2 –измерительная линейка; 3 –исследуемые материалы, 4 - радиоактивный источник; 5 -трубка детектора; 6 - защитный экран.

Рис. 2. Передняя панель измерительного прибора.

Здесь: 1 - переключатель рода работ; 2 - переключатель пределов и режимов измерений; 3 - измерительная шкала пересчетного прибора; 4 - регулятор уровня звукового сигнала.

Следует заметить, что число актов радиационного распада и число зарегистрированных радиометром импульсов тока являются случайными величинами, подчиняющимися закону Пуассона. По этой причине каждое измерение следует повторять пять раз с интервалом в минуту и за результат принимать среднее значение.

Для подготовки установки к измерениям необходимо:

включить пульт измерения путем установки переключателя рода работ (п.1 на рис.2) в положение «5»;
освободить измерительное окно на радиоактивном источнике, сняв защитный экран.

Порядок измерения

1. Измерения мощности экспозиционной дозы в зависимости от расстояния от источника излучений:

Установить переключатель пределов и режимов измерений (п.2 на рис.2) в нижнее положение «mR/ч», в котором измеряется мощность экспозиционной дозы в мкР/ч;

Снять значения мощности экспозиционной дозы с измерительной шкалы пересчетного прибора (п.3 на рис.2), двигая трубку детектора (п.2 на рис.1) вдоль измерительной линейки, в зависимости от расстояния до кассеты в соответствии с вариантом задания. Измерения при расстояниях более 60 см необходимо выполнить дополнительно на режимах измерения - имп/с, т.е. переключатель пределов и режимов измерений (п.2 на рис.2) необходимо установить в положение (S -1). При этом расстоянии значения мощности экспозиционной дозы и скорости счета будут соответствовать уровню фона в помещении.

Установить трубку детектора вдоль измерительной линейки на расстоянии 1,5 см от источника излучения и трубка должна находится в этом положении постоянно в течении всей серии измерений по п. 2 (для обеспечения одинаковой степени ослабления излучения из-за геометрической расходимости);

Установить переключатель пределов и режимов измерений (п.2 на рис.2) в положение «S -1 », в котором идет счет импульсов тока в имп/с;

Снять значение плотности потока в отсутствии защитных материалов между измерительным окном и детектором;

Снять значение плотности потока для различных образцов материалов в соответствии с вариантом задания, устанавливаемых между измерительным окном и детектором;

Снять значение плотности потока для различных материалов в соответствии с вариантом задания, устанавливаемых между измерительным окном и детектором. При этом образец необходимой толщины собирается из ряда образцов.
^ Обработка результатов опытов и расчетные задания

Измерения мощности экспозиционной дозы в зависимости от расстояния от источника излучений:

- построить график изменения мощности экспозиционной дозы в зависимости от расстояния от источника излучения;

2. Измерения плотности потока гамма - квантов за слоем защитных материалов:

^ Условия безопасности при проведении работ.

Активность источника по паспорту составляла 0,04 мкKu. Источник защищен свинцовым экраном, обеспечивающий мощность эквивалентной дозы на поверхности не более 0,6 мкЗв/ч, и на расстоянии 0,4м от источника уровень излучения от него близок к фону. Указанные параметры источника и условия его защиты в соответствии с НРБ -96 обеспечивают безопасность исполнителя в ходе выполнения исследований.

^ ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Параметры	Значения по вариантам
Параметры	1	2	3	4
Измерения по п.1 Значения расстояний от источника излучений до детектора, см	0; 4; 8;15; 25;45;70	0; 5; 10;20; 35; 50; 75	0; 6; 12; 18;25;40;65	0;4;9;18; 28;40;65
Измерения по п.2 Наименование защитных материалов и значения толщин, мм	Орг.стек. -15	Орг.стек.	Орг.стек. -15	Орг.стек
Расчет эффективной дозы: Расстояние до источника излучения, см Время облучения, час

^ Вопросы для самоконтроля
1. Какие известны группы ионизирующих излучений? Какие существуют ионизирующие излучения? Их основные характеристики.

2. Воздействие ионизирующих излучений на биологическую ткань. Особенности этого воздействия.

3. Признаки лучевой болезни. Степени лучевой болезни.

4. От чего зависит степень воздействия ионизирующих излучений на организм человека?

5. Дозы ионизирующих излучений. Их физический смысл. Единицы измерения доз. Соотношения между единицами доз.

6. Нормирование ионизирующих излучений. От чего зависят предельно допустимые дозы.

7. Что понимается под инженерной защитой от ионизирующих излучений?

8. Какие материалы обеспечивают наилучшую защиту от воздействия
частиц, частиц, излучения и почему?

9. Какие известны методы регистрации ионизирующих излучений?
Ефремов С.В., Малаян К.Р., Малышев В.П., Монашков В.В. и др.

Безопасность . Лабораторный практикум.
Учебное пособие

Корректор

Технический редактор

Директор Издательства Политехнического университета ^ А.В. Иванов

Лицензия ЛР №020593 от 07.08.97

Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции

ОК 005-93, т. 2; 95 3005 – учебная литература

Подписано в печать 2011. формат 60х84/16.

Усл.печ.л. . Уч.изд.л. . Тираж 200. Заказ

_________________________________________________________________________

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет.

Издательство Политехнического университета,

Член Издательско-полиграфической ассоциации университетов России.

Адрес университета и издательства:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29.

Радиация в ХХ в. представляет собой растущую угрозу для всего человечества. Радиоактивные вещества, перерабатываемые в ядерную энергию, попадающие в строительные материалы и, наконец, используемые в военных целях, оказывают вредное воздействие на здоровье людей. Поэтому защита от ионизирующих излучений (радиационная безопасность ) превращается в одну из важнейших задач по обеспечению безопасности жизнедеятельности человека.

Радиоактивные вещества (или радионуклиды) – это вещества, способные испускать ионизирующее излучение. Причиной его является нестабильность атомного ядра, в результате которой оно подвергается самопроизвольному распаду. Такой процесс самопроизвольных превращений ядер атомов неустойчивых элементов называют радиоактивным распадом, или радиоактивностью.

Ионизирующее излучение – излучение, которое создается при радиоактивном распаде и образует при взаимодействии со средой ионы различных знаков.

Акт распада сопровождается испусканием излучений в виде гамма-лучей, альфа-, бета-частиц и нейтронов.

Радиоактивные излучения характеризуются различной проникающей и ионизирующей (повреждающей) способностью. Альфа-частицы обладают столь малой проникающей способностью, что задерживаются листом обыкновенной бумаги. Их пробег в воздухе равен 2-9 см, в тканях живого организма - долям миллиметра. Иными словами, эти частицы при наружном воздействии на живой организм неспособны проникнуть через слой кожи. Вместе с тем ионизирующая способность таких частиц чрезвычайно велика, и опасность их воздействия возрастает при попадании внутрь организма с водой, пищей, вдыхаемым воздухом или через открытую рану, так как они могут повредить те органы и ткани, в которые проникли.

Бета-частицы обладают большей, чем альфа-частицы, проникающей, но меньшей ионизирующей способностью; их пробег в воздухе достигает 15 м, а в тканях организма - 1-2 см.

Гамма-излучение распространяется со скоростью света, обладает наибольшей глубиной проникновения, и ослабить его может только толстая свинцовая или бетонная стена. Проходя через материю, радиоактивное излучение вступает с ней в реакцию, теряя свою энергию. При этом чем выше энергия радиоактивного излучения, тем больше его повреждающая способность.

Величина энергии излучения, поглощенная телом либо веществом, называется поглощенной дозой . В качестве единицы измерения поглощенной дозы излучения в системе СИ принят Грей (Гр). На практике используется внесистемная единица - рад (1 рад = 0,01 Гр). Однако при равной поглощенной дозе альфа-частицы дают значительно больший повреждающий эффект, чем гамма-излучение. Поэтому для оценки повреждающего действия различных видов ионизирующего излучения на биологические объекты применяют специальную единицу измерения - бэр (биологический эквивалент рентгена). В системе СИ единицей этой эквивалентной дозы является зиверт (1 Зв = 100 бэр).

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещении, обусловленной воздействием рентгеновского или гамма-излучения, используют экспозиционную дозу облучения . За единицу экспозиционной дозы в системе СИ принят кулон на килограмм (Кл/кг). На практике она чаще всего измеряется в рентгенах (Р). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно точно характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующих излучений при общем и равномерном облучении тела человека. Экспозиционной дозе в 1 Р соответствует поглощенная доза, примерно равная 0,95 рад.

При прочих одинаковых условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем длительнее облучение, т.е. доза накапливается со временем. Доза, соотнесенная с единицей времени, называется мощностью дозы, или уровнем радиации. Так, если уровень радиации на местности составляет 1 Р/ч, это означает, что за 1 час нахождения в данной местности человек получит дозу в 1 Р.

Рентген является весьма крупной единицей измерения, и уровни радиации обычно выражаются в долях рентгена - тысячных (миллирентген в час - мР/ч) и миллионных (микрорентген в час - мкР/ч).

Для обнаружения ионизирующих излучений, измерения их энергии и других свойств применяются дозиметрические приборы: радиометры идозиметры.

Радиометр - это прибор, предназначенный для определения количества радиоактивных веществ (радионуклидов) или потока излучений.

Дозиметр - прибор для измерения мощности экспозиционной или поглощенной дозы.

Человек в течение всей жизни подвергается воздействию ионизирующего излучения. Это прежде всего естественный радиационный фон Земли космического и земного происхождения. В среднем доза облучения от всех естественных источников ионизирующего облучения составляет в год около 200 мР, хотя эта величина в разных регионах Земли может колебаться в пределах 50-1000 мР/год и более.

Естественный радиационный фон – излучение, создаваемое космическим излучением, природными радионуклидами, естественно распределенными в земле, воде, воздухе, и другими элементами биосферы (например, пищевыми продуктами).

Кроме того, человек встречается с искусственными источниками излучения (техногенный радиационный фон) . К нему относится, например, ионизирующее излучение, используемое в медицинских целях. Определенный вклад в техногенный фон вносят предприятия ядерно-топливного цикла и ТЭЦ на угле, полеты самолетов на больших высотах, просмотр телепрограмм, пользование часами со светящимися циферблатами и т.д. В целом техногенный фон колеблется от 150 до 200 мбэр.

Техногенный радиационный фон – естественный радиационный фон, измененный в результате деятельности человека.

Таким образом, каждый житель Земли ежегодно в среднем получает дозу облучения в 250-400 мбэр. Это уже обычное состояние среды обитания человека. Неблагоприятного действия такого уровня радиации на здоровье человека не установлено.

Совершенно иная ситуация возникает при ядерных взрывах и авариях на атомных реакторах, когда образуются обширные зоны радиоактивного заражения (загрязнения) с высоким уровнем радиации.

Любой организм (растение, животное или человек) живет не изолированно, а так или иначе связан со всей живой и неживой природой. В этой цепочке путь радиоактивных веществ примерно следующий: растения усваивают их листьями непосредственно из атмосферы, корнями из почвы (почвенных вод), т.е. аккумулируют, и поэтому концентрация РВ в растениях выше, чем в окружающей среде. Все сельскохозяйственные животные получают РВ с пищей, водой, из атмосферы. Радиоактивные вещества, попадая в организм человека с пищей, водой, воздухом, включаются в молекулы костной ткани и мышц и, оставаясь в них, продолжают облучать организм изнутри. Поэтому безопасность человека в условиях радиоактивного загрязнения (заражения) окружающей среды достигается защитой от внешнего облучения, заражения радиоактивными осадками, а также защитой органов дыхания и желудочно-кишечного тракта от попадания РВ внутрь организма с пищей, водой ивоздухом. В общем, действия населения в районе заражения в основном сводятся к соблюдению соответствующих правил поведения и осуществлению санитарно-гигиенических мероприятий. При сообщении о радиационной опасности рекомендуется незамедлительно выполнить следующие из них:

1. Укрыться в жилых домах или служебных помещениях. Важно знать, что стены деревянного дома ослабляют ионизирующее излучение в 2 раза, а кирпичного - в 10 раз. Заглубленные укрытия (подвалы) еще больше ослабляют дозу излучения: с деревянным покрытием - в 7 раз, с кирпичным или бетонным - в 40-100 раз.

2. Принять меры защиты от проникновения в квартиру (дом) радиоактивных веществ с воздухом: закрыть форточки, вентиляционные люки, отдушины, уплотнить рамы и дверные проемы.

3. Создать запас питьевой воды: набрать воду в закрытые емкости, подготовить простейшие средства санитарного назначения (например, мыльные растворы для обработки рук), перекрыть краны.

4. Провести экстренную йодную профилактику (как можно раньше, но после специального оповещения!). Йодная профилактика заключается в приеме препаратов стабильного йода: таблеток йодистого калия или водно-спиртового раствора йода. Йодистый калий следует принимать после еды вместе с чаем или водой 1 раз в день в течение 7 суток по одной таблетке (0,125 г) на один прием. Водноспиртовой раствор йода нужно принимать после еды 3 раза в день в течение 7 суток по 3-5 капель на стакан воды.

Следует знать, что передозировка йода чревата целым рядом побочных явлений, таких, как аллергическое состояние и воспалительные изменения в носоглотке.

5. Начать готовиться к возможной эвакуации. Подготовить документы и деньги, предметы первой необходимости, упаковать лекарства, к которым вы часто обращаетесь, минимум белья и одежды (1-2 смены). Собрать запас имеющихся у вас консервированных продуктов на 2-3 суток. Все это следует упаковать в полиэтиленовые мешки и пакеты. Включите радиоточку для прослушивания информационных сообщений Комиссии по ЧС.

6. Постарайтесь соблюдать правила радиационной безопасности и личной гигиены, а именно:

Использовать в пищу только консервированные молоко и пищевые продукты, хранившиеся в закрытых помещениях и не подвергавшиеся радиоактивному загрязнению. Не пить молоко от коров, которые продолжают пастись на загрязненных полях: радиоактивные вещества уже начали циркулировать по так называемым биологическим цепочкам;

Не есть овощи, которые росли в открытом грунте и сорваны после начала поступления радиоактивных веществ в окружающую среду;

Принимать пищу только в закрытых помещениях, тщательно мыть руки с мылом перед едой и полоскать рот 0,5-процентным раствором питьевой соды;

Не пить воду из открытых источников и водопровода после официального объявления о радиационной опасности; накрыть колодцы пленкой или крышками;

Избегать длительных передвижений по загрязненной территории, особенно по пыльной дороге или траве, не ходить в лес, воздержаться от купания в ближайшем водоеме;

Переобуваться, входя в помещение с улицы (“грязную” обувь следует оставлять на лестничной площадке или на крыльце);

7. В случае передвижения по открытой местности необходимо использовать подручные средства защиты:

Органов дыхания - прикрыть рот и нос смоченными водой марлевой повязкой, носовым платком, полотенцем или любой частью одежды;

Кожи и волосяного покрова - прикрыться любыми предметами одежды - головными уборами, косынками, накидками, перчатками. Если вам крайне необходимо выйти на улицу, рекомендуем надеть резиновые сапоги.

Ниже приводятся меры предосторожности в условиях повышенной радиации, рекомендованные известным американским врачом Гейлом - специалистом по радиационной безопасности.

НЕОБХОДИМО:

1. Хорошее питание.

2. Ежедневный стул.

3. Отвары семян льна, чернослива, крапивы, слабительных трав.

4. Обильное питье, чаще потеть.

5. Соки с красительными пигментами (виноградный, томатный).

6. Черноплодная рябина, гранаты, изюм.

7. Витамины Р, С, В, сок свеклы, моркови, красное вино (3 ст. ложки ежедневно).

8. Редька тертая (утром натереть, вечером съесть и наоборот).

9. 4-5 грецких орехов ежедневно.

10. Хрен, чеснок.

11. Крупа гречневая, овсяная.

12. Хлебный квас.

13. Аскорбиновая кислота с глюкозой (3 раза в день).

14. Активированный уголь (1-2 шт. перед едой).

15. Витамин А (не более двух недель).

16. Квадемит (по 3 раза в день).

Из молочных продуктов лучше всего употреблять в пищу творог, сливки, сметану, масло. Овощи и фрукты очищать до 0,5 см, с кочанов капусты снимать не менее трех листов. Лук и чеснок обладают повышенной способностью к поглощению радиоактивных элементов. Из мясных продуктов преимущественно есть свинину и птицу. Мясные бульоны исключить. Мясо готовить таким образом: первый отвар слить, вновь залить его водой и варить до готовности.

ПРОДУКТЫ С АНТИРАДИОАКТИВНЫМ ДЕЙСТВИЕМ:

1. Морковь.

2. Растительное масло.

3. Творог.

4. Таблетки кальция.

НЕЛЬЗЯ УПОТРЕБЛЯТЬ В ПИЩУ:

2. Холодец, кости, костный жир.

3. Вишни, абрикосы, сливы.

4. Говядину: она более всего может быть заражена.

К ионизирующим (радиоактивным) излучениям относят рентгеновские и γ-излучения, являющиеся электромагнитными колебаниями с очень малой длиной волны, а также α- и β-излучения, позитронное и нейтронное излучения, представляющие собой поток частиц с зарядом или без него. Рентгеновское и γ-излучение вместе называют фотонным излучением.

Основное свойство радиоактивных излучений — ионизирующее действие. При прохождении их в тканях нейтральные атомы или молекулы приобретают положительный или отрицательный заряд и превращаются в ионы. Альфа-излучение, представляющее собой положительно заряженные ядра гелия, обладает высокой ионизирующей способностью (до нескольких десятков тысяч пар ионов на 0,01 м своего пути), но незначительным пробегом: в воздухе 0,02...0,11 м, в биологических тканях (2..,6)10-6 м. Бета-излучение и позитронное излучение — это соответственно потоки электронов и позитронов со значительно меньшей ионизирующей способностью, которая при одинаковой энергии в 1000 раз меньше, чем у β-частиц. Очень большой проникающей способностью обладает нейтронное излучение. Проходя через ткани, нейтроны — частицы, не имеющие заряда, вызывают в них образование радиоактивных веществ (наведенную активность). Рентгеновские лучи, возникающие при β-излучении или в рентгеновских трубках, ускорителях электронов и т. п., а также γ-излучение, испускаемое радионуклидами — ядрами радиоактивных элементов, обладают самой низкой способностью ионизировать среду, но самой высокой проникающей способностью. Их пробег в воздухе составляет несколько сот метров, а в материалах, применяемых для защиты от ионизирующих излучений (свинец, бетон),—десятки сантиметров.

Облучение может быть внешним, когда источник радиации находится вне организма, и внутренним, возникающим при попадании радиоактивных веществ внутрь через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или при всасывании через поврежденную кожу. Поступая в легкие или пищеварительный тракт, радиоактивные вещества распределяются по организму с током крови. При этом одни вещества распределяются в организме равномерно, а другие накапливаются только в определенных (критических) органах и тканях: радиоактивный йод — в щитовидной железе, радиоактивный радий и стронций — в костях и т. п. Внутреннее облучение может возникнуть при употреблении в пищу продуктов растениеводства и животноводства, полученных с зараженных сельскохозяйственных угодий.

Длительность нахождения радиоактивных веществ в организме зависит от скорости выделения и периода полураспада — времени, за которое радиоактивность снижается вдвое. Удаление таких веществ из организма происходит главным образом через желудочно-кишечный тракт, почки и легкие, частично через кожу, слизистую оболочку рта, с потом и молоком.

Ионизирующие излучения могут вызывать местные и общие поражения. Местные поражения кожи бывают в виде ожогов, дерматитов и других форм. Иногда возникают доброкачественные новообразования, возможно также развитие кожного рака. Длительное действие радиации на хрусталик служит причиной катаракты.

Общие поражения протекают в форме острой и хронической лучевой болезни. Острые формы характеризуются специфическими поражениями кроветворных органов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы на фоне общетоксических симптомов (слабость, тошнота, ослабление памяти и т. п.). В ранней стадии хронической формы наблюдаются нарастающая физическая и нервно-психическая слабость, пониженный уровень эритроцитов в крови, повышенная кровоточивость. Вдыхание радиоактивной пыли вызывает пневмосклероз, иногда рак бронхов и легких. Ионизирующие излучения угнетают репродуктивную функцию организма, влияя на здоровье последующих поколений.

На производстве могут выполняться работы с закрытыми источниками излучений и открытыми радиоактивными веществами.

Закрытые источники герметичные; чаще всего это стальные ампулы, содержащие радиоактивное вещество. Как правило, в них используются γ- и реже β-излучатели. К закрытым источникам относятся и рентгеновские аппараты, ускорители. Установки с такими источниками применяют для контроля качества сварных швов, определения износа деталей, обеззараживания кож и шерсти, обработки семян с целью уничтожения насекомых-вредителей, в медицине и ветеринарии. Работа на этих установках чревата опасностью только внешнего облучения.

Работы с радиоактивными веществами в открытом виде встречаются при диагностике и лечении в медицине и ветеринарии, при нанесении радиоактивных веществ в составе светящихся красок на циферблаты, в заводских лабораториях и т. п. Для работ этой категории опасно как внешнее, так и внутреннее облучение, поскольку радиоактивные вещества могут поступать в воздух рабочей зоны в виде паров, газов и аэрозолей.

Для учета неодинаковой опасности разных видов ионизирующих излучений введено понятие эквивалентная доза. Ее измеряют в зивертах и определяют по формуле

где k — коэффициент качества, учитывающий биологическую эффективность различных видов излучения по сравнению с рентгеновским: k = 20 для α-излучения, k— 10 для потока протонов и нейтронов; k- 1 для фотонного и β-излучения; D — поглощенная доза, характеризующая поглощение энергии любого ионизирующего излучения единицей массы вещества, Зв.

Эффективная доза позволяет оценить последствия облучения отдельных органов и тканей человека с учетом их радиочувствительности.

Нормами радиационной безопасности НРБ-96, утвержденными Постановлением № 7 Государственного комитета санитарно-эпидемиологического надзора РФ 19.04.96г., установлены следующие категории облучаемых лиц:

персонал — люди, работающие с техногенными источниками облучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);

все население, включая персонал, вне сферы и условий их производственной деятельности (табл.21.2).

21.2. Основные дозовые пределы облучения, мЗв

Нормируемая величина	Обслуживающий персонал (группа А)	Население
Эффективная доза	20 в год в среднем за любые 5 лет, но не более 50 за 1 год	1 в год в среднем за любые 5 лет, но не более 5 за 1 год
Эквивалентная доза за год:
в хрусталике
на кожных покровах
на кистях и стопах

Годовая доза облучения населения от естественного радиационного фона в среднем составляет (0,1...0,12)10-2 Зв, при флюорографии 0,37*10-2 Зв, при рентгенографии зубов 3 o 10-2 Зв.

В основные дозовые пределы облучаемых людей не входят дозы от природных и медицинских источников ионизирующего излучения и доза, полученная вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения установлены специальные ограничения.

Защиту от внешнего облучения проводят в трех направлениях: 1) экранированием источника; 2) увеличением расстояния от него до работающих; 3) сокращением времени пребывания людей в зоне облучения. В качестве экранов применяют хорошо поглощающие ионизирующие излучения материалы, такие, как свинец, бетон. Толщину защитного слоя рассчитывают в зависимости от вида и мощности излучения. Следует учитывать, что мощность излучения снижается пропорционально квадрату расстояния от источника. Эту зависимость используют при внедрении дистанционного управления процессами. Время пребывания работающих в зоне воздействия радиации ограничивают из условия соблюдения предельных доз облучения, указанных в таблице 21.2.

При работах с открытыми источниками излучений максимально изолируют помещение, где находятся радиоактивные вещества. Стены должны быть достаточной толщины. Поверхности ограждающих конструкций и оборудования покрывают материалами, легко подвергающимися очистке (пластиком, масляной краской и т. п.). Работу с загрязняющими воздух рабочей зоны радиоактивными веществами проводят только в закрытых вытяжных шкафах (боксах) с фильтрацией удаляемого воздуха. При этом достаточное внимание следует уделять эффективности работы общеобменной и местной вентиляции, а также применять средства индивидуальной защиты (респираторы, изолирующие пневмокостюмы с подачей в них чистого воздуха, очки, комбинезоны, фартуки, резиновые перчатки и обувь), которые подбирают в зависимости от свойств используемых радиоактивных веществ, их активности и вида работ. К важным профилактическим мероприятиям относят дозиметрический контроль и медицинское обследование работающих. Для индивидуального дозиметрического контроля применяют приборы ИФКУ-1, ТЛД, КИД-6 и другие, для контроля степени радиоактивной загрязненности тела и спецодежды —СЗБ2-1еМ, СЗБ2-2еМ, БЗДА2-01 и др. Плотность потоков α-, β-, γ- и нейтронного излучения измеряют приборами РУП-1, УИМ2-1еМ, а объемную активность радиоактивных газов и аэрозолей в воздухе — приборами РВ-4, РГБ-3-01.

Тема 5. Защита от ионизирующих излучений.

Воздействие ионизирующих излучений на человека.
Ионизирующее излучение

Ионные пары

Разрыв молекулярных соединений

(свободные радикалы).

Биологический эффект

Радиоактивность - самораспад атомных ядер, сопровождающийся излучением гамма-квантов, выбрасыванием - и -частиц. При ежедневной длительности (несколько месяцев или лет) облучения в дозах превышающих ПДД, у человека развивается хроническая лучевая болезнь (1 стадия - функциональное нарушение центральной нервной системы, повышенная утомляемость, головные боли, снижение аппетита). При однократном облучении всего тела высокими дозами (>100 бэр) развивается острая лучевая болезнь. Доза 400-600 бэр - возникает смерть у 50% облученных. Первичный этап воздействия на человека - ионизация живой ткани, молекул йода. Ионизация приводит к разрыву молекулярных соединений. Образуются свободные радикалы (H, OH), которые вступают в реакции с другими молекулами, что разрушает тело, нарушает работу нервной системы. Радиоактивные вещества накапливаются в организме. Выводятся они крайне медленно. В дальнейшем возникает острая или хроническая лучевая болезнь, лучевой ожог. Отдаленные последствия - лучевая катаракта глаз, злокачественная опухоль, генетические последствия. Естественный фон (космическое излучение и излучение радиоактивных веществ в атмосфере , на земле, в воде). Мощность эквивалентной дозы 0,36 - 1,8 мЗв/год, что соответствует мощности экспозиционной дозы 40-200 мР/год. Рентгеновские снимки: черепа - 0,8 - 6 Р; позвоночника - 1,6 - 14,7 Р; легких (флюорография) - 0,2 - 0,5 Р; рентгеноскопия - 4,7 - 19,5 Р; желудочно-кишечного тракта - 12,82 Р; зубов -3-5 Р.

Различные виды облучения не одинаково воздействуют на живую ткань. Воздействие оценивают по глубине проникновения и количеству пар ионов, образующихся на одном см пути частицы или луча. - и -частицы проникают лишь в поверхностный слой тела, - на несколько десятков мкм и образует несколько десятков тысяч пар ионов на пути одного см. - на 2,5 см и образуют несколько десятков пар ионов на пути 1 см. Рентгеновское и  - излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием.  - кванты, рентгеновское, нейтронное излучение с образованием ядер отдачи и вторичным излучением. При равных поглощенных дозах Д погл разные виды излучения вызывают не одинаковый биологический эффект. Это учитывается эквивалентной дозой

Д экв =  Д погл * К i , 1 Кл/кг =3,876 * 10 3 Р

i =1

где Д погл - поглощенная доза разных излучений, рад;

К i - коэф качества излучения.

Экспозиционная доза Х - применяется для характеристики источника излучения по ионизирующей способности ед измерения кулон на кг (Кл/кг). Дозе 1 Р соответствует образование 2,083 * 10 9 пар ионов на 1 см 3 воздуха 1 Р = 2,58 * 10 -4 Кл/кг.

Единицей измерения эквивалентной дозы излучения является зиверт (ЗВ ), спец. единица этой дозы - биологический эквивалент рентгена (БЭР) 1 ЗВ = 100 бэр. 1 бэр - доза эквивалентного излучения, которое создает такое же биологическое поражение, как и 1 рад рентгеновского или  - излучения (1 бэр = 0,01Дж/кг). Рад - внесистемная единица поглощенной дозы соответствует энергии 100 эрг поглощенной веществом массой 1г (1 рад = 0,01Дж/кг =2,388 * 10 -6 кал/г). Единица поглощенной дозы (СИ) - Грей - характеризует поглощенную энергию в 1 Дж на массу в 1кг облученного вещества (1 Грей = 100 рад).
Нормирование ионизирующих облучений

Согласно нормам радиационной безопасности (НРБ- 76) для человека установлены предельно допустимые дозы облучения (ПДД). ПДД - это годовая доза облучения, которая при равномерном накоплении в течение 50 лет не вызовет неблагоприятных изменений здоровья облучаемого и его потомства.

Нормами установлены 3 категории облучения:

А - облучение лиц работающих с источниками радиоактивных излучений (персонал АЭС);

Б - облучение лиц работающих в соседних помещениях (ограниченная часть населения);

В - облучение населения всех возрастов.

Значения ПДД облучения (сверх естественного фона)

Однократная доза внешнего облучения допускается равной 3 бэр в квартал при условии, что годовая доза не привысит 5 бэр. В любом случае доза накопленная к 30 годам не должна превышать 12 ПДД т.е. 60 бэр.

Естественный фон на земле - 0,1 бэр/год (от 00,36 до 0,18 бэр/год).

Контроль облучения (службой радиационной безопасности или специальным работником).

Осуществляют систематическим измерением доз ионизирующих излучений источников на рабочих местах.

Приборы дозиметрического контроля основаны на ионизационном сцинтилляционном и фотографическом методах регистрации.

Ионизационный метод - основан на способности газов под действием радиоактивных излучений становится электропроводными (за счет образования ионов).

Сцинтилляционный метод - основан на способности некоторых люминесцирующих веществ, кристаллов, газов испускать вспышки видимого света при поглощении радиоактивного излучения (фосфор, флуор, люминофор).

Фотографический метод - основан на воздействии радиоактивного излучения на фотоэмульсию (почернение фотопленки).

Приборы: КПД - 6 (карманный индивидуальный дозиметр 0,02-0,2Р); счетчики Гейгера(0,2-2Р).

Радиоактивность - самопроизвольное превращение неустойчивых атомных ядер в ядра элементов, сопровождающиеся испусканием ядерных излучений.

Известны 4 типа радиоактивности: альфа - распад, бета - распад, спонтанное деление атомных ядер, протонная радиоактивность.

Для измерения мощности экспозиционной дозы: ДРГ-0,1; ДРГ3-0,2;СГД-1

Дозиметры экспозиционной дозы накопительного типа: ИФК-2,3; ИФК-2,3М; КИД -2; ТДП - 2.
Защита от ионизирующих излучений

Ионизирующие излучения поглощает любой материал, но в различной степени. Используют следующие материалы:

к - коэфф. пропорциональности, к  0,44 * 10 -6

Источник - электровакуумный аппарат. Напряжение U = 30-800 кВ, ток анода I= десятки мА.

Отсюда толшина экрана:

d = 1/ * ln ((P 0 /P доп)*B)

На основании выражения построены номонограммы которые позволяют для необходимой кратности ослабления и заданного напряжения определять толщину экрана из свинца.

К осл = P 0 /P доп по К осл и U -> d

к = I*t*100/36*x 2 P доп

I - (мА)- ток в рентгеновской трубке

t (ч) в нед.

P доп - (мР/нед).

Для быстрых нейтронов с энерг.
J x =J 0 /4x 2 где J 0 - абсолютный выход неитронов в 1 сек.

Защита водой или парафином (из-за больш. колич. водорода)

Контейнеры для хранения и транспортировки - из смеси парафина с каким - либо веществом, сильно поглощающим медленные нейтроны (напр различные соединения бора).

Способы и средства защиты от радиоактивных излучений.

Радиоактивные вещества как потенциальные источники внутреннего облучения по степени опасности разделяют на 4 группы - А,Б,В,Г (в убывающем порядке по степени опасности).

Установлены “ Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений” - ОСП -72. Все работы с открытыми радиоактивными веществами разделяются на 3 класса (см табл). Сп и ср-ва защиты для работ с открытыми радиоактивными в-ми установлены в зависимости от класса (I,II,III) радиационной опасности работ с изотопами.
Активность препарата на рабочем месте мкКи

Класс опасности работ	А	Б	В	Г
I	> 10 4	>10 5	>10 6	>10 7
II	10 -10 4	100-10 5	10 3 - 10 6	10 4 - 10 7
III	0.1-1	1-100	10-10 3	10 2 -10 4

Работы с открытыми источниками класса I, II требуют специальных мер защиты и проводятся в отдельных изолированных помещениях. Не рассматриваются. Работы с источниками III класса проводятся в общих помещениях специально оборудованных местах. Для этих работ установлены следующие меры защиты:

1) На оболочке прибора мощность экспозиционной дозы должна быть 10 мр/ч;

Приборы помещаются в специальном защитном контейнере, в защитном кожухе;

Сокращают продолжительность работ;

Вывешивают знак радиационной опасности

Производство работ осуществляется по наряду, бригадой в составе 2 человек, с квалификационной группой - 4.

До работ допускаются лица старше 18 лет, специально обученные, медосмотры не реже 1 раза в 12 мес.

Применяются СИЗ: халаты, шапочки, из х.б. ткани, очки из стекла со свинцом, манипуляторы, инструмент.

Стены помещения окрашены масляной краской на высоту больше 2 метров, полы стойкие к моющим средствам.

ТЕМА 6.

Эргономические основы охраны труда.
В процессе труда на человека воздействуют психофизические факторы, физические нагрузки, среда обитания и др.

Изучением совокупного воздействия этих факторов, согласованием их с человеческими возможностями , оптимизацией условий труда занимается эргономика.
Расчет категории тяжести труда.

Тяжесть труда подразделена на 6 категорий в зависимости от изменения функционального состояния человека по сравнению с исходным состоянием покоя. Категория тяжести труда определяется медицинской оценкой или эргономическим расчетом (результаты близки).

Порядок расчета следующий:

Составляется “ Карта условий труда на рабочем месте”, в которую заносят все биологически значимые показатели (факторы) условий труда с оценкой их по 6-ти бальной шкале. Оценка на основе норм и критериев. “Критерии для оценки условий труда по шестибальной системе”.

Баллы рассматриваемых факторов k i суммируют и находят усредненный балл:

k ср = 1/n  i =1 n k i

Определяют интегральный показатель воздействия на человека всех факторов:

k  = 19.7 k ср - 1.6 k ср 2

Показатель работоспособности:

k работ = 100-((k  - 15,6)/0,64)

По интегральному показателю из таблицы находят категорию тяжести труда.

1 категория - оптимальные условия труда, т.е. такие, которые обеспечивают нормальное состояние организма человека. Опасные и вредные факторы отсутствуют. k   18 Работоспособность высокая, отсутствуют функциональные сдвиги по медицинским показателям.

3 категория - на грани допустимых. Если по расчету категория тяжести труда окажется выше 2 кат., то необходимо принимать технические решения по рационализации наиболее тяжелых факторов и доводить их до нормальных.

тяжести труда.

Показатели психофизиологической нагрузки: напряжение органов зрения, слуха, внимания, памяти; количество информации, проходящей через органы слуха, зрения.

Физическая работа оценивается по энергозатратам в Вт:

Условия окруж среды (микроклимат, шум, вибрация, состав воздуха, освещение и др.). Оцениваются по нормам ГОСТов ССБТ.

Безопасность труда (электробезопасность, облучение, взрыво- и пожаробезопасность). Оцениваются по нормам ПТБ и ГОСТов ССБТ.

Информационная нагрузка оператора определяется следующим образом. Афферентные (операции без воздействия.), эфферентные (операции по управлению).

Определяется энтропия (т.е. количество информации, приходящейся на одно сообщение) каждого источника информации:

Hj = -  pi log 2 pi, бит/сигн.

где j - источников информации, в каждом по n сигналов (элементов);

Hj - энтропия одного (j- го) источника информации;

pi = k i /n - вероятность i -го сигнала рассматриваемого источника информации;

n - число сигналов от 1 источника информации;

ki - число повторений одноименных сигналов или однотипных элементов работы.

Определяется энтропия всей системы

Допустимой энтропией информации считается 8-16 бит/сигн.

Определяется расчетный поток информации

Фрасч = H  * N/t,

где N - общее число сигналов (элементов) всей операции (системы);

t - длительность операции, сек.

Проверяется условие Фмин  Фрасч  Фмакс, где Фмин =0,4 бит/сек, Фмакс = 3,2 бит/сек – наименьшее и наибольшее допустимые количества информации обрабатываемые оператором.