Заняття 6. Основи радіаційної безпеки.

Навчальні питання:

1. Дія іонізуючого випромінювання на людину.

2. Загальні методи захисту від дії іонізуючого випромінювання (ДІВ).

3. Облік, зберігання та організація робіт з ДІВ.

Питання радіаційної безпеки людини і навколишнього середовища (у тому числі і військової діяльності) пов’язане з існуванням радіоактивних речовин (РР). Ядра атомів цих речовин можуть самовільно розпадатися і перетворюватися на ядра атомів інших елементів, випускаючи при цьому невидиме випромінювання. Вони негативно впливають на людей і навколишнє середовище, що потрапляє у зону їхньої дії (різноманітні об’єкти, майно, предмети).

1.Дія іонізуючого випромінювання на людину.

Іонізуюче (радіоактивне) випромінювання може бути трьох основних видів: гама, бета, альфа.

Гама-випромінювання – це електромагнітні хвилі, аналогічні рентгенівським променям та променям світла, що розповсюджуються у повітрі зі швидкістю 300000 км/сек. Вони здатні до проникнення через товщу різних матеріалів, тобто мають велику проникаючу здатність.

Бета-випромінювання – це потік електронів, що називаються b-частками. Швидкість їх руху може сягати у деяких випадках швидкості світла. Їх проникаюча здатність менша, ніж гама-випромінювання, але іонізуюча дія у сотні разів сильніша.

Альфа-випромінювання – це потік ядер атомів гелію, які називаються a-частками. Вони мають високу іонізуючу дію, що небезпечно при потраплянні до організму людини.

Захист організму людини та навколишнього середовища від радіоактивного випромінювання є однією з найактуальніших проблем екології. Після аварії на ЧАЕС інтенсивно розвивається нова наука – радіоекологія, основними завданнями якої є:

1. Вивчення радіоактивного фону.

2. Характеру антропогенних радіоактивних забруднень продуктів харчування та організму людини.

3. Дослідження ефектів і встановлення нормативів іонізуючого опромінення.

Джерела іонізуючого випромінювання бувають природного і штучного (трансуранові РР – плутоній, америцій тощо) походження. Найбільш небезпечними є останні, оскільки при порушенні технологічних процесів і правил роботи з цими РР відбувається радіоактивне забруднення навколишнього середовища.

До природних джерел іонізаційного випромінювання (ІВ) належать: космічне випромінювання, сонячна радіація, гірські породи фосфоритів, сланців, гранітів, уранових руд, родовища стронцію, радонових мінеральних джерел. Людина протягом року отримує дозу 0,03 Бер.

Найбільший природний радіаційний фон в межах території України спостерігається у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців, фосфоритів, радонових мінеральних джерел.

Іонізуюче випромінювання (ІВ) впливає на людину через зовнішнє і внутрішнє опромінення.

Зовнішнє опромінення – це опромінення, яке виникає за рахунок радіоактивного забруднення навколишнього середовища і може вплинути на організм лише в тому випадку, коли воно має достатню проникаючу здатність. Тому тут значну роль відіграє гама-випромінювання.

Внутрішнє опромінення – відбувається в основному при вдиханні радіоактивного пилу, вживанні продуктів харчування та води, які забруднені радіонуклідами.

Дія радіоізотопів на різні органи людини пов’язана з їх вибірковим накопиченням. Систематичне споживання продуктів харчування та води, забруднених радіоактивними речовинами, призводить до накопичення останніх в організмі людини:

• йоду – нагромаджується у щитовидній залозі, а потім здійснює кругообіг в організмі, відщеплюється в печінці і частково виводиться через нирки;

• стронцію – накопичується в кістках;

• цезію – відкладається у м’язах, проникає в клітини і рівномірно опромінює організм.

ІВ має свою систему вимірювань.

Ступінь ураженості навколишнього середовища характеризується кількістю радіоактивних речовин, що припадають на одиницю площі поверхні, і вимірюється в кюрі (Кі).

Кюрі – це така кількість радіоактивних речовин, в якій відбувається 37 мільярдів розпадів атомів за 1 секунду. В системі СІ за одиницю активності прийнято беккерель (Бк) – це кількість РР, в якій відбувається 1 розпад за 1 секунду.

Кі=3,7  1010 (Бк).

Визначається також і ступінь ураженості людини. Кількість енергії, передана організму іонізуючим випромінюванням, називається дозою опромінення. Дозу випромінювання організм може отримувати як при внутрішньому, так і при зовнішньому опромінюванні. Альфа- і бета-випромінювання значною мірою поглинаються середовищем. Найбільш небезпечні гама- і нейтронне опромінення, оскільки перше іонізує тканини організму на всю глибину, а друге, маючи велику проникаючу здатність, викликає пошкодження всіх тканин організму.

Пошкоджень, викликаних опроміненням, тим більше, чим більше енергії воно передає тканинам.

Одиницею виміру потужності дози випромінювання в системі СІ є грей (Гр):

1Гр=Дж/кг,

тобто грей – це така поглинена доза, при якій одним кілограмом опроміненого зразка поглинається енергія в 1 джоуль.

На практиці більше використовують спеціальні одиниці виміру потужності – рентген, бер, рад.

Рентген – це така доза гама-випромінювання, при якій в 1 см сухого повітря (при температурі 0 оС та тиску 760 мм рт.ст) утворюється 2,083 мільярда пар іонів, кожен з яких має заряд, рівновеликий електрону. Існують менші одиниці: мілірентген та мікрорентген.

1 Р=1000 мР=1000000 мкР.

Рентген використовується для вимірювання дози гама-випромінювання або рівня радіації. Потужність поглиненої дози визначається величиною Р/год, мР/год, мкР/год. Кінцевий результат опромінення залежить не стільки від повної дози, скільки від її потужності, тобто часу, протягом якого вона накопичена, а також від характеру її розподілу.

Бер – біологічний еквівалент рентгену. Це така поглинена доза будь-якого випромінювання, яка викликає той самий біологічний ефект, що й 1 рентген g-випромінювання.

1 рад = 1´102 Гр.= 1 Бер – несистемна одиниця поглиненої дози. Доза в 1 рад означає, що у кожному грамі речовини опромінення поглинено до 100 Гр енергії. Нею можна користуватися для вимірювання доз будь-якого виду випромінювання у будь-якому середовищі.

1 рад=0,88 Р.

Для оцінки впливу випромінювання на біологічні об’єкти використовують також поняття еквівалентної дози, яка визначається в одиницях зіверт (Зв).

Зв=100 рад.

Різни організми мають неоднакову стійкість до дії іонізуючого випромінювання. Чим молодший організм, тим він більш чутливий до радіації. Складніші організми більше уражуються ІВ. Найбільш стійкі до опромінювання мікроорганізми і найпростіші, смертельна доза для яких 3000-4000 Гр гамма-променя проти 3-5 Гр для людини. Неоднакову стійкість до радіації мають клітини і органи одного організму. Головним фізичним процесом, що визначає біологічну дію радіації є іонізація та збудження атомів і молекул тіла.

Коефіцієнти радіаційного ризику для кісткової тканини і щитовидної залози становлять 0,03 проти 0,15 молочної залози. Генетичні ефекти проявляються внаслідок мутації, тобто складних змін організму, які виникають в результаті перебудови і порушень в хромосомах та генах, а саме в ДНК, що містять спадкову інформацію.

ІВ має вплив на всі системи і тканини організму, причому велику роль відіграє нервова система, вплив на яку приводить до змін у функціональній діяльності різних систем та органів. Проходячи крізь біологічну тканину людини, потік нейтронів та гама-квантів (іонізуюча дія проникаючої радіації) порушує атоми та молекули, які входять до складу живих клітин, у результаті чого порушується нормальний обмін речовин, змінюється склад та характер життєдіяльності клітин, окремих органів та системи організму в цілому, що призводить до виникнення специфічного захворювання – променевої хвороби, яка, в свою чергу, супроводжується ослабленням організму, розладом шлунково-кишкового тракту, змінами складу крові, випаданням волосся, зменшенням стійкості до різних хвороб.

В залежності від дози ураження організму визначають чотири ступеня променевої хвороби:

- перший виникає при сумарній дозі опромінення всього організму в межах 150-250 берів. Прихований період захворювання – 2-3 тижні, після цього виникає нездужання, слабкість, нудота, запаморочення, періодичне підвищення температури. Виліковується при медикаментозному лікуванні;

- другий виникає при сумарній дозі опромінення у 250-400 берів. Прихований період – близько 1 тижня. Симптоми – слабкість, блювання. Видужування при активному лікуванні – через 1,5-2 місяці;

- третій виникає при сумарній дозі 400-700 берів. Прихований період – декілька годин. Хвороба проходить інтенсивно і тяжко. Видужування у найкращому випадку – через 6-8 місяців;

- четвертий виникає при сумарній дозі понад 700 берів. Внаслідок такого опромінення у людини дуже тяжкий стан. Якщо не проводити лікування, то настає смерть. При дозах понад 1000 берів людина втрачає працездатність уже через декілька хвилин.

У зв’язку із високою небезпечністю впливу ІВ на людину актуальним є питання захисту людини і навколишнього природного середовища від негативної дії ІВ.