Вопрос 2. Ионизирующие излучения.
Радиоактивные вещества и другие источники ионизирующих излучений находят широкое применение в различных сферах промышленности (атомные электростанции, контроль технологических процессов, дефектоскопия и пр.). Поэтому существует опасность воздействия ионизирующих излучений на человека.
Радиоактивность- это процесс спонтанного преобразования ядер атомов одних элементов в ядра атомов других элементов, сопровождающийся ионизирующим излучением.
К ионизирующим излучениям относятся альфа (α), бета (β), гамма (γ) и рентгеновское излучения.
Альфа-излучение- это поток положительно заряженных ядер атомов гелия, обладающий наибольшей ионизирующей, но наименьшей проникающей способностью. Пробег α-частиц в воздухе составляет 10-11 см, а в живых тканях – 30-40 микрон.
Бета-излучение- это поток электронов или позитронов, излучающихся ядрами атомов радиоактивных веществ. Они обладают большей чем α-частицы проникающей, но меньшей ионизирующей способность.
Пробег β-частиц в воздухе составляет 15-18 м, а в живых тканях – 1-2 см.
Гамма-излучение -это высокочастотное электромагнитное излучение, возникающее в процессе ядерных реакций. Поток γ-частиц обладает наименьшей ионизирующей, но наибольшей проникающей способностью.
Распространяется со скоростью света (300000 км/с). В воздухе распространяется на сотни метров. Свободно проникает через тело человека.
Рентгеновское излучение- это электромагнитное излучение, возникающее при бомбардировке вещества потоком электронов. Рентгеновское излучение, каки гамма-излучение, обладает малой ионизирующей, но большой проникающей способностью.
Радиация способна накапливаться (аккумулироваться) в организме человека.
Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменениям химической структуры различных соединений, что является причиной гибели клеток.
Ионизирующее излучение наносит серьезный вред организму человека. При его воздействии происходит замедление работы кровеобразующих органов, повышается хрупкость кровеносных сосудов и снижается иммунитет, т.е. сопротивления организма инфекционным заболеваниям.
Человек в своей повседневной жизни постоянно получает какие-либо дозы радиации, не вызывающие негативных последствий.
Допустимая доза облучения для всего населения Украины, в нормальных условиях, за год – 0,5 Р, а для персонала АЭС - 5 Р.
Кроме того, при флюорографии человек получает дозу облучения 370 мР, при рентгенографии зубов – 3 Р, при рентгеноскопии желудка – 30 Р, при просмотре телевизионных передач в течении 3 часов – 0,5 мР.
В мирное время в случае аварии на АЭС с выбросом радиоактивных веществ установлены следующие дозы облучения:
Ø 10 Р – аварийное облучение населения (однократное);
Ø 25 Р – аварийное облучение персонала АЭС (однократное).
А в условия ЧС военного характера установлены следующие дозы облучения, не приводящие к снижению трудоспособности людей:
Ø 50 Р – при одноразовом облучении за 1 - 4 суток;
Ø 100 Р – при многоразовом облучении за 10-30 суток;
Ø 200 Р – при многоразовом облучении за 3 месяца;
Ø 300 Р – при многоразовом облучении за 1 год.
Необходимо помнить, что радионуклиды не только накапливаются, но и выводятся из организма человека. Для их ускоренного вывода необходимо употреблять следующие продукты питания: перловую, овсяную и гречневую каши, капусту и другие вареные овощи. Из фруктов: яблоки, сливы, персики, цитрусовые. Больше пить холодной воды.
Наиболее эффективно (до 45% от общего количества) выводит радионуклиды рябина обыкновенная.
При дозе облучения 10 рентген никаких изменений в тканях и органах человека не происходит. При дозе облучения 75 рентген и более возникают незначительные изменения состава крови. При дозе облучения 100 рентген и более возникает лучевая болезнь, степень которой зависит от полученной дозы.
Первые признаки хронического заболевания проявляются не сразу после поражения. Оно проявляется в сухости кожи, трещинах на ней, язвах, ломкости ногтей, выпадении волос.
Основной документ, регламентирующий систему радиационно-гигиенических стандартов по обеспечению установленных уровней облучения, как для отдельного человека, так и для общества в целом, это - НРБУ-97 «Нормы радиационной безопасности Украины».
НРБУ-97 определяют основные требования к:
Ø охране здоровья человека от возможного вреда, связанного с облучением от источников ионизирующего излучения;
Ø безопасной эксплуатации источников ионизирующего излучения;
Ø охране окружающей среды.
НРБУ-97 являются документом обязательным для выполнения всеми юридическими и физическими лицами, осуществляющими практическую деятельность с источниками ионизирующего излучения.
Для характеристики эффективности источника ионизации введено понятие активность радиоактивного вещества.
В системе СИ:
Ø За единицу активностипринят Беккерель (Бк). Один Беккерель равен одному ядерному преобразованию в секунду или 0,027 милликюри (мКи).
Ø За единицу поглощенной дозы ионизирующего излучения- Грей (Гр). Внесистемная единица - рад.
1Гр = 100 рад = 1 Дж×кг-1.
Ø За единицу эквивалентной и эффективной дозы - Зиверт (Зв). Внесистемная единица - бэр.
1 Зв = 1 Дж×кг-1 = 100 бэр.
Внесистемной единицей энергии ионизирующего излученияявляется электрон-вольт (эВ):
1эВ = 1,6 × 10-19 Дж.
1 Р = 0,88 рад = 1 бэр.
Установлены следующие категории облучаемых:
1. Категория А (персонал)– это лица, постоянно или временно работающие непосредственно с источниками ионизирующих излучений.
2. Категория Б (персонал)– это лица, не занятые непосредственной работой с источниками ионизирующих излучений, но способные получать дополнительное облучение из-за расположения рабочих мест в помещениях и на промышленных площадках объектов с радиационно-ядерными технологиями.
3. Категория В (все население) – это лица, находящиеся на территории зоны, подлежащей контролю уровня ионизирующих излучений.
Лимиты дозы облучения для категорий лиц приведены в табл.2.6.
Таблица 2.6 - Лимиты дозы облучения, мЗв × год-1
| Категория облучаемых | |||
| Аа) б) | Б а) | Ва) | |
| Лимит эффективной дозы | 20 в) | ||
| Лимиты эквивалентной дозы внешнего облучения: | |||
| Ø для хрусталика глаза | |||
| Ø для кожи | |||
| Ø для кистей и стоп ног | - |
Примечания:
а) распределение дозы облучения в течении календарного года не регламентируется;
б) для женщин до 45 лет и беременных женщин категорий А и Б установленные дозы должны быть снижены в 20 раз;
в) в среднем за любые 5 лет подряд, но не больше 50 мЗв за отдельный год.
Для защиты от α-излучений достаточно воздушной прослойки или листа бумаги. От β-излучений защищает слой грунта толщиной 1 см или лист железа толщиной 2 мм, которые полностью поглощают β-частицы. Наиболее опасны γ-излучения, и для защиты от них могут использоваться бетонные стены толщиной свыше 600 мм или стальные пластины толщиной 300 мм.
Защита от ионизирующих излучений включает комплекс организационных и технических мероприятий.
К организационным мероприятиям относятся:
Ø составление инструкций, с указаниями порядка и правил проведения работ;
Ø хранение радионуклидов в контейнерах в специальных хранилищах;
Ø запрет работ в помещениях с несколькими источниками радиации (с одним источником разрешаются).
Технические мероприятия защиты заключаются в экранировании оборудования. Экраны изготавливают из алюминия, оргстекла, свинца или вольфрама.
Защитные экраны могут быть: Ø стационарные;
Ø передвижные;
Ø разборные;
Ø настольные.
Более совершенными защитными средствами являются: Ø камеры;
Ø боксы;
Ø манипуляторы.
Средства индивидуальной защиты предотвращают попадание радиоактивных веществ на кожу и во внутренние органы. Но, они защищают человека только от α- и β-излучений. От γ-излучений средства индивидуальной защиты, как правило, не защищают.
Спецодежда включает:
Ø хлопчатобумажные халаты;
Ø головные уборы;
Ø резиновые рукавицы;
Ø поливинилхлоридные комбинезоны;
Ø ботинки;
Ø очки;
Ø респираторы;
Ø костюмы с принудительной подачей в них воздуха.
Материалы, из которых изготовленные средства индивидуальной защиты, должны легко дезактивироваться.
Ученым и работникам КБ «Южмаш» удалось изобрести материал, полностью защищающий человека от воздействия радиации, при чем изделия из этого материала достаточно легкие, что позволяет изготавливать из них как защитные костюмы, так и емкости для хранения и транспортировки источников излучения. Сравнить это изобретение можно разве что с открытием самой радиации. Обнародовано это открытие в июле 2002 года.