Защита от радиационного излучения

Ионизирующее излучение (ИИ).

• 1) Международные организации по вопросам радиационной защиты. 2) Виды ИИ, их характеристики. 3) Единицы активности и дозы ИИ. 4) Биологическое воздействие ИИ: 4.1) Внешнее облучение; 4.2)Внутр. облучение; 4.3) Заболевания от радиации; 4.4)Зависимость острого поражения от дозы. 5) Нормирование ИИ. 6) Защита от ИИ. Дозиметрический контроль.
• 1) Международные организации по вопросам радиационной защиты. До конца 19 века человечество подвергалось ИИ, но ничего не знало об этом. Люди столкнулись с отрицательным эффектом ИИ в связи с открытием рентгеновских лучей. В 1985 г. помощник Рентгена получил ожог рук при взаимодействии с рентген-ми лучами. Чуть позже А. Беккерель положил в карман пробирку с радием. Мария Кюри умерла от внешнего и внутреннего поражения (останки ее до сих пор радиоактивны). В конце 20-х гг. стало известно, что ИИ обладает отрицательным действием, создана Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ) — разрабатывает правила работы с радиоактивными веществами и мероприятия по защите от радиации. Национальные институты безопасности разрабатывают национальные нормативы согласно МКРЗ. До 50-х гг. многие не знали о радиации; затем США вели интенсивные испытания ядерного оружия в атмосфере — американские бомбардировки японских городов. В 1955 г Генеральная Ассамблея ООН основала научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР); занимается изучением воздействия радиации, независимо от ее источника, на окружающую среду и население. В России таким институтом является НИИ радиационной гигиены в СПб.
• 2) Виды ИИ, их характеристики. ИИ — излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию зарядов противоположных знаков. Виды ИИ: 1) ЭМ часть ИИ: 1.1) рентгеновское (Х-rays): 1.1.1) тормозное (торможение потока электронов) — различные дисплеи; 1.1.2) характеристическое (изменение энергетического состояния электрона и переход его на др. орбиталь); 1.2) (гамма) — излучение; 2) Корпускулярная часть ИИ: 2.1) (альфа) — И (ядро гелия); 2.2) (бета) — И (электроны); 2.3) нейтронное И. Характеристики ИИ: Проникающая (спос-ть И проникать через вещество) и ионизирующая (спос-ть образовывать заряд) способности. При высокой проникающей сп-ти имеет место низкая ионизирующая сп-ть, и наоборот. Корпускулярное И: 1): Пробег квазитронов альфа-частиц в воздухе составляет 8−9 см, проникновение в кожу — до неск-ких микрометров, т. е. проникающая сп-ть крайне мала. Ионизирующая сп-ть альфа-частиц высокая, т.к. это тяжелые частицы. 2) И: Поток электронов имеет максимальный пробег в воздухе — 1800 см, проникновение в живую ткань — 2,5 см. Ионизирующая способность высокая, но на 3 порядка ниже, чем у альфа. 3) Нейтронное И: Обладает высокой ионизирующей сп-тью, проникающая сп-ть при достаточно упругом взаимодействии невысока; при неупругом взаимодействии поток нейтронов вызывает вторичное И в виде других заряженных частиц и гамма-квантов. ЭМИ: Проникающая сп-ть растет от X-rays к гамма-И, а ионизир. сп-ть во много раз <, чем у корпускулярного И.
• 3) Единицы активности и дозы ИИ. Относятся к количественным характеристикам. а) Активность (А): (распад атомного ядра с испусканием ИИ)

формула выражает число спонтанных ядерных превращений за единицу времени. [Бк] - 1 Беккерель -1 распад ядра в секунду. [Ки] - Кюри, А используется для оценки загрязненности территории радионуклидами. б) Экспозиционная доза облучения — характеризует ионизирующую сп-ть облучения.

dQ — заряд; dm — элементарная масса. Опр. dQ — полный заряд ионов одного знака возникающий в воздухе в данной точке пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха массой dm.

D — поглощенная доза. DE — энергия, сообщенная ионизирующим излучением веществу массой dm. Эквивалентная доза — характеризует воздействие ИИ на живую ткань; К₁ — размерный коэффициент, который показывает во сколько раз ионизирующий эффект данного излучения больше ионизирующего эффекта рентгеновского излучения. Для — частиц К₁=10. Эти единицы приняты старые показатели: 1Гр=100 рад, 1 Зв=100 бэр (биологический эквивалент рада). Для измерения малых доз облучения используется млЗв.

Помимо эквивалентной дозы есть эффективная эквивалентная доза К₂ — учитывает одинаковое воздействие ИИ на различные виды тканей. Самыми уязвимыми тканями являются клетки красного костного мозга К₂=0,12. При облучении всего организма в целом К₂=1. Затем уязвимы ганады (половые железы), т.к. возможна мутация в потомстве, К₂=0,25; легкие К₂=0,12; молочные железы = 0,15; костная ткань = 0,01; щитовидная железа = 0,03; на остальные ткани приходится 0,3. Эфф. экв. доза необходима для пересчета эффективной^- дозы при облучении части тела. Полная эффективная эквивалентная доза — это доза, которую человек получает в течение всей своей жизни. Многие радионуклиды имеют период распада 100 и более лет. Также можно применять коллективную полную эффективную эквивалентную дозу. Полная эффективная эквивалентная доза с течением времени уменьшается, а коллективная увеличивается из-за миграции нуклидов, что влияет на генофонд. Источники ИИ: естественные и техногенные.

Естественные источники: космическое излучение, излучение естественно распределенных природных радиоактивных веществ. Снимок черепа = 0,08−6 Рентген=8−60 млЗвж снимок зуба = 30−50 млЗв; флюорография = 2−5 млЗв.

• 4)Биологическое воздействие ИИ. Внешнее облучение — источники излучения вне организма. Внутреннее облучение — источник внутри. Как внешний источник опасно рентгеновское и гамма-излучение. Как внутреннее особо опасно корпускулярное излучение, т.к. нет естественной преграды — кожи. Биологическое воздействие связано с ионизацией воды в организме человека. При этом образуется ион ОН — гидроксильная группа, резко ускоряются процессы окисления, нарушаются биохимические реакции, что приводит: 1. Торможение функций кроветворных органов; 2. Нарушение нормальной свертываемости крови;3.Повышение хрупкости кровеносных сосудов; 4. Расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта; 5. Снижение иммунитета; 6. Общее истощение организма.
• 2 вида эффекта облучения: пороговые и беспороговые.

Порог — порог, составляющий 0,1 Зв в год.

Пороговый эффект облучения — это биологические эффекты облучения, в отношении которых предполагается существование порога, выше которого тяжесть эффекта зависит от дозы.

Пороговые эффекты облучения (радиационные поражения):

• 1) острые поражения — острая лучевая болезнь (ОЛБ), наступает при облучении большими дозами, в течение малого промежутка времени:
• 1 стадия — первичная реакция: повышение температуры, учащение пульса, тошнота, головокружение, вялость;
• 2 стадия — период видимого благополучия (скрытый период);
• 3 стадия — разгар болезни (тошнота, кровоизлияния и т. п.);
• 4 стадия — либо выздоровление, либо летальный исход.
• 0,8 — 1,2 Зв; 80−120 Р — начальные признаки лучевой болезни (человек справляется сам).
• 2,7 — 3 Зв; 270−300 Р — тяжелые проявления ОЛБ (50% - летальный исход).
• 5,5 — 7 Зв — без лечения — 100% летальный исход.
• 2) Хроническая лучевая болезнь — профессиональное заболевание врачей-рентгенологов.

Бес пороговые (стохастические) эффекты облучения — тяжесть эффекта не зависит от дозы; вероятность возникновения эффектов пропорциональна дозе.

Радиационный риск — риск, который определяется как вероятность того, что у человека в результате облучения возникнет тот или иной вредный эффект. К ним могут относиться различные онкологические заболевания, ослабление иммунной системы.

Существует проблема оценки нарушения здоровья (область беспороговых эффектов — 0,1 Зв).

5) Нормирование ионизирующих излучений (ИИ).

Существует понятие радиационной безопасности населения, определенное в Законе «О радиационной безопасности населения».

Нормирование осуществляется 2 документами:

• 1) НРБ-96 (нормы радиационной безопасности).
• 2) ОСП72/87 (основные правила работы с радиационными веществами и другими источниками ИИ).

В соответствии с НРБ-96 все население делится на группы:

излучение ионизирующий доза защита А, Б — лица, работающие с техногенными источниками излучения (персонал).

А — непосредственно работают по роду своей деятельности.

Б — могут по условиям размещения рабочих мест подвергаться воздействию ИИ.

В — все население, включая и персонал, за пределами их производственной деятельности.

Нормируемой величиной является эффективная доза, она различна для групп:

А — 20 млЗв в год (в среднем за 5 лет), не больше 50 млЗв в год.

Б — ¼ от эффективной дозы для А.

В — 1 млЗв в год.

Радиационные вещества по степени активности делятся на 3 класса, по степени опасности — на 4 класса.

Нормирование ИИ, регламентация работы с радиационными веществами производится в соответствии с ОСП72/87 в зависимости от класса опасности вещества.

6) Защита от ИИ.

Способы защиты:

• 1) количеством — используются источники с минимальным выходом ИИ;
• 2) временем — ограничения на пребывание на территории, где уровень излучений выше допустимого;
• 3) расстоянием — интенсивность излучения убывает пропорционально квадрату расстояния;
• 4) дистанционное управление (А-метод) — разделение гомои иоксосферы;
• 5) экранирование источников;
• 6) зонирование территорий при работе с открытыми источниками.

Кратность ослабления ;

К=Р/Р_ДОП

для экрана, где Р — мощность экспозиционной дозы, Р=dX/dt=[млР/час],.

d — толщина экрана.

Для нейтрального излучения — экран должен содержать водород, полиэтилен, воду, парафин.

Дозиметрический контроль.

Методы:

• 1) фотографический;
• 2) химический (изменение цвета);
• 3) суинтилляционный (испускание фотонов видимого света при прохождении через него ИИ);
• 4) ионизационный (основан на явлении ионизации газов под воздействием ИИ, в результате которого образуются положительные ионы и электроны).

Дозиметрический контроль:

• 1) для радиационной разведки местности — рентгенометр-радиометр;
• 2) для контроля облучения — дозиметры;
• 3) для контроля степени заражения поверхности веществ, продуктов питания.