Іонізуючі випромінювання. 2
Вступ
Світова громадськість стала виявляти серйозну занепокоєність із приводу впливу іонізуючих випромінювань на людину і навколишнє середовище з початку 50-х років. У результаті іспитів ядерної зброї в атмосфері, проведених трьома країнами (СРСР, США, Великобританія), радіоактивні опади стали поширюватися по всій земній кулі. У грудні року Генеральна Асамблея ООН заснувала науковий комітет щодо дії атомної радіації (НКДАР). Завдання цього комітету – вивчення рівнів радіації, її дії на навколишнє середовище і небезпеку для населення, що утворюється будь-яким джерелом радіації: як природним, так і штучним, включаючи радіоактивні опади. Це і стало початком наукових досліджень в галузі забезпечення захисту людини від іонізуючого випромінювання.
Велика частина випромінювань надходить від радіоактивних речовин, що знаходяться у земній корі. Іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до зародження на ній життя і були присутні в Космосі до виникнення самої Землі.
Джерела випромінювання поділяються на природні і штучні. Природним джерелом іонізуючого опромінення є космічний простір, а також радіоактивні речовини, що знаходяться в земній корі. Опроміненню від природних джерел піддається будь-який житель планети. Дози опромінення залежать від місця проживання, від способу життя, від місця роботи. Штучними джерелами іонізуючого випромінювання є ядерні установки, ядерні реактори, рентгенівські апарати, прилади з радіоактивними елементами.
Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання виникли майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду. Це обумовлено наступними факторами: по-перше, надзвичайно швидкий розвиток застосування знову відкритих випромінювань у науці та на практиці, і, по-друге, виявлення негативного впливу випромінювання на організм.
1. Іонізуючі випромінювання.
Іонізація – це утворення позитивних і негативних іонів та вільних електронів з електрично нейтральних атомів та молекул. Атом, що загубив електрони, стає іоном, він має позитивний заряд. Для цього необхідно витратити енергію. Атом, що приєднав електрон, стає негативним іоном. Цей процес може супроводжуватись як витратою, так і виділенням енергії. Випромінювання, взаємодія яких із середовищем призводить до іонізації атомів і молекул, називається іонізуючим.
Велика частина випромінювань
надходить від радіоактивних
речовин, що знаходяться у
Родоначальником науки
про радіацію є французький
вчений Анрі Беккерель, який
поклав у ящик столу
При кожному такому акті розпаду визволяється енергія, що поширюється у вигляді випромінювання. Якщо випромінюється позитивно заряджена частинка або нейтральна (2 протони і 2 нейтрони), як у випадку з ураном 238, то це називається a-випромінюванням, якщо випромінюються електрони – це називається -випромінюванням. При випромінюванні частинок ядра збуджуються й атоми. Знімається збудження викидом чистої енергії. Це називається g-випромінювання. Вони характеризуються активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу).
Одиницями радіоактивності є:
Беккерель: “Бк” – дорівнює 1 перетворенню за секунду.
Кюрі “Кі” – дорівнює 3,7 ґ 1 010 ядерних перетворень за секунду.
Тобто Кі більш вагома порівняно з Бк одиницею.
Зміна енергетичного
стану електронів атомів може
викликатися й іншими
Різні види випромінювання супроводжуються звільненням різної кількості енергії і мають різну проникну здатність. Звідси і неоднаковий вплив на органи живого організму.
Так, корпускулярне випромінювання, що складається з -часток (потік важких часток) затримується, наприклад, листом паперу і практично не здатне проникнути через зовнішній прошарок шкіри. Довжина пробігу в повітрі – 2,5 см, у біологічній тканині – 31 мкм, в алюмінію – 16 мкм.
Дія часток надзвичайно небезпечна, якщо вони потрапляють усередину організму через рану, з їжею, повітрям.
Корпускулярне випромінювання, що складається з -частинок, має більшу проникну спроможність. Довжина пробігу в повітрі – 17,8 м, у біологічній тканині – 1–2 см, у воді – 2,6 см, в алюмінію – 9,8 см.
Електромагнітні випромінювання поширюються зі швидкістю світла і мають високу проникну здатність. Цей вид випромінювання може затримати лише товста бетонна (приблизно 0,5 м товщиною) або свинцева плита. Довжина пробігу в повітрі – декілька сотень метрів.
Ушкоджень у живому організмі, викликаних іонізуючим випромінюванням, буде тим більше, чим більше енергії воно передасть тканинам. Кількість такої переданої організму енергії називається дозою.
Доза, яка характеризує
іонізуючу спроможність
Поглинена доза – це кількість енергії випромінювання, поглинена одиницею маси тіла, що опромінюється. Поглинена доза вимірюється в греях (Гр).Одиниця виміру 1 грей = 1Дж / 1кг. У радіобіології і медицині частіше використовують позасистемну одиницю – рад (1 рад = 0,01 Гр). Проте ця доза (поглинена) не враховує того, що різний вид випромінювання при одній і тій самій поглиненій дозі має різну небезпеку. Скажімо, -випромінювання більш небезпечне, ніж -випромінювання або -випромінювання.
Доза, що враховує спроможність
даного виду опромінення
Еквівалентна доза
– це поглинена доза (Н), помножена
на коефіцієнт, що показує спроможність
даного виду випромінювання
Позасистемна одиниця 1 бер = 0,01 зв = 0,01 Гр = 1 рад. Тобто для випромінювання поглинена доза дорівнює еквівалентній дозі. Отже, 1 рад » 1 бер » 1 Р.
Варто враховувати, що різні біологічні системи й органи не однаково сприймають одні й ті самі дози опромінення. Чутливість біологічних систем підвищується із збільшенням маси і ступеня організації: найбільш стійкі спори, потім – рослини, найпростіші організми, тварини. Людина належить до одного із найбільш чутливих біологічних об’єктів (у 50 % випадків при дозі опро-мінення 4 Зв (400 бер) спостерігається загибель людини протягом 30 діб). У той же час для рослин ця доза, для рівноцінного ефекту, складає приблизно 1 500 Зв; амеби – 1 000 Зв; равликів – 200 Зв; риби, птиці – 8–20 Зв.
Вплив опромінення
залежить від чутливості
Ефективна еквівалентна доза – це еквівалентна доза (Неф), помножена на коефіцієнт, що враховує різну чутливість органів до- опромінення.
Коефіцієнт Т для різноманітних органів має різні значення, наприклад: статеві органи – 0,25; молочна залоза – 0,15; червоний відсталий мозок – 0,12; легені – 0,12; щитовидна залоза, кістки – 0,03; інші органи і тканини – 0,3.
Враження живої тканини
іонізуючим опроміненням
Короткочасне опромінення більш небезпечне, ніж опромінення такою ж дозою, але протягом тривалого часу.
Короткочасна сумарна еквівалентна доза опромінення людини, що дорівнює 4 Зв, призводить у 50 % випадків до смерті, загальне опромінення такої ж дози протягом десятиліть не дає ніяких безпосередніх негативних ефектів. [1]
2. Джерела іонізуючого випромінювання.
Джерела випромінювання
поділяються на природні і
штучні. Природним джерелом
Космічні промені
Рівень опромінення росте з висотою, оскільки розряджається повітря, а воно відіграє роль захисного екрана. Люди, що живуть на рівні моря, одержують від космосу в середньому 300 мікрозівертів (мільйонних долей Зв) на рік. Люди, що живуть у горах вище 200 м, одержують дозу в декілька разів більшу, ніж жителі рівнини. Людина, що летить в аероплані на висоті 12 000 м, одержує дозу опромінення приблизно в 25 разів більшу, ніж на Землі.
Земна радіація нерівномірна,
вона залежить від складу
За підрахунками НКДАР ООН, середня ефективна доза зовнішнього опромінення від земних джерел дорівнює 350 мікрозівертів на рік. Трохи менше людина одержує з космосу.
Більшу частину, приблизно 2/3 ефективної дози природного опромінення, людина одержує від радіоактивних речовин, що потрапили в організм із їжею, водою, повітрям. Цей природний фон зазнає зміни в результаті діяльності людини. Ядерні іспити, аварії на АЕС, добування корисних копалин, згоряння усіх видів палива і т. д. до природного фона додає 1–3 %.
У даний час природний
радіаційний фон (ПРФ)
Штучними джерелами
іонізуючого випромінювання є
ядерні установки, ядерні
Безумовно, аварії на АЕС є дуже великою загрозою для безпечного існування людини. Проте внесок атомної енергетики в сумарну дозу опромінення населення є одним із найскромніших. Статистика говорить про те, що атомна енергетика займає 20-те місце в числі небезпек сучасного середовища існування людини, у той час як рентгенівське опромінення займає 9-те місце, а протизаплідні засоби – 18-те.
У даний час основний внесок у дозу опромінення людини вносить медичне діагностичне устаткування. Підприємства з видобутку, переробки і виробництва радіоактивних речовин також є штучними джерелами іонізуючого випромінювання. Це, в основному, уранові рудники, заводи для одержання збагаченого урану, очищення уранового концентрату, реактори.
Опромінення населення
України за рахунок штучних
джерел радіації в основному
пов’язане з наслідками аварії
на Чорнобильській АЕС, а
3. Дія іонізуючого випромінювання на людину.
Внаслідок дії іонізуючого випромінювання на організм людини іонізовані живі тканини, у першу чергу – вода протоплазми клітин, її іони, вступають у взаємодію з киснем тканин, створюючи пероксидні з’єднання, що самі є сильними окислювачами і призводять до змін і загибелі живих клітин, утворення “вільних радикалів” і через них до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.
Дію радіоактивного
випромінювання на організм
Також необхідно зазначити
деякі особливості дії
– органи чуття не реагують на випромінювання;
– малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
– випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але й на його спадкоємців (генетичний ефект);
– різні органи організму мають певну чутливість до випромінювання.
Найсильнішому впливу піддаються клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень розподілу. Природно, що при одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що у дітей всі клітини знаходяться в стадії розподілу. А клітини дорослої людини перебувають у трьох різних стадіях розподілу.
Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.
Радіоактивні ізотопи
надходять всередину організму
з пилом, повітрям, їжею або
водою і поводять себе по-
Розрізняють дві форми
променевої хвороби – гостру
і хронічну. Гостра форма виникає
в результаті опромінення
Вкрай уразливим органом є кришталик ока. Діти більш чутливі, ніж дорослі. Відносно невеликі дози опромінення хрящової тканини можуть уповільнити або зовсім припинити ріст кісток. Вкрай чутливий до радіації мозок плоду, особливо якщо мати піддається опроміненню між 8-им і 15-им тижнями вагітності.
За результатами досліджень НКДАР ООН зроблено такий висновок:
– не існує ніякої
граничної зони, за якої відсутній
ризик захворювання раком.
– ризик захворювання
зростає прямо пропорційно
Питання радіаційної
безпеки регламентується
У різних органів організму чутливість до іонізуючого опромінення не однакова. Тому введемо поняття “критичний орган”.
Критичний орган – це орган, тканина, частина тіла, опромінення якого в даних умовах завдає найбільшого збитку здоров’ю.
Залежно від цього всі органи поділені на три групи:
I група – усе тіло; червоний кістковий мозок;
II група – м’язи, щитовидна
залоза, жирова тканина, печінка,
нирки, селезінка, шлунково-
III група – шкіряний
покрив, кісткова тканина, кістки,
передпліччя, щиколотки і
З іншого боку, серед усього населення є група людей, що вибрала для себе професію, пов’язану з дослідженнями, експлуатацією устаткування, яке має у своєму складі радіоактивні речовини. Є люди, які в силу незалежних від них обставин, опинилися на території, де побудовані, базуються атомні об’єкти. Виходячи з цього, усе населення (усі люди) поділене також на 3 групи:
Група “А” – постійно
безпосередньо працюючі з
Група “Б” – особи,
що за умовами проживання або
розміщення робочих місць
Група “В” – усе населення.
У якості основних дозових меж для категорії “А” встановлюється гранично припустима доза (для різних критичних органів) за рік, а для категорії “Б” – межа дози за рік.
Гранично припустимою дозою (ГДД) вважають дозову межу для осіб групи “А”, одержану індивідуально за календарний рік, при якій рівномірне опромінення за 50 років наступного життя не може викликати несприятливих змін у стані здоров’я людини і його нащадків.
Ще існує норма Мінздраву: 35 бер за 70 років (якщо 0,5 бер (див. таблицю) ґ 70 років = 35 бер, тобто вона дорівнює межі дози за рік для осіб групи “Б”).
Для всього населення (група “В” спеціальних норм не має, тому що вона схильна до опромінення тільки від природного фону. У випадку ж необхідності, зміни умов роботи, життя набирають сили зазначені раніше норми). [3 c.16]
4. Радіаційна безпека.
Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання виникли майже одночасно з відкриттям рентгенівського випромінювання і радіоактивного розпаду. Це обумовлено наступними факторами: по-перше, надзвичайно швидкий розвиток застосування знову відкритих випромінювань у науці та на практиці, і, по-друге, виявлення негативного впливу випромінювання на організм.
Заходи радіаційної безпеки використовуються на підприємствах і, як правило, потребують проведення цілого комплексу різноманітних захисних способів, що залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань і, в першу чергу, від типу джерела випромінювання.
Закритими називаються будь-які джерела іонізуючого випромінювання, обладнання яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їхньої експлуатації та зносу. Це – гамма-установки різноманітного призначення; нейтронні, бета- і гамма-випромінювачі; рентгенівські апарати і прискорювачі заряджених часток. При роботі з закритими джерелами іонізуючого випромінювання персонал може піддаватися тільки зовнішньому опроміненню.
Захисні заходи, що дозволяють забезпечити умови радіаційної безпеки при застосуванні закритих джерел, засновані на знаннях законів поширення іонізуючих випромінювань і характеру їхньої взаємодії з речовиною.
Головні з них такі:
а) доза зовнішнього
опромінення пропорційна
б) інтенсивність
в) інтенсивність
З цих закономірностей випливають основні принципи забезпечення радіаційної безпеки:
1) зменшення потужності джерел до мінімальних розмірів (“захист кількістю”);
2) скорочення часу роботи з джерелом (“захист часом”);
3) збільшення відстані
від джерел до працюючих (“
4) екранування джерел
випромінювання матеріалами,
Кращими для захисту
від рентгенівського і гамма-
Для захисту від бета-потоків доцільно застосовувати екрани, які виготовлені із матеріалів з малим атомним номером. У цьому випадку вихід гальмівного випромінювання невеликий. Звичайно, в якості екранів для захисту від бета-випромінювань використовують органічне скло, пластмасу, алюміній. [2 c. 23]
Відкритими називаються
такі джерела іонізуючого
Основні принципи захисту:
1) використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому вигляді;
2) герметизація виробничого
устаткування з метою ізоляції
процесів, що можуть стати джерелами
надходження радіоактивних
3) заходи планувального характеру;
4) застосування санітарно-
5) використання засобів індивідуального захисту і санітарного опрацювання персоналу;
6) виконання правил особистої гігієни;
7) очищення від радіоактивних
забруднень поверхонь
Міри індивідуального захисту й особистої гігієни
Радіоактивне забруднення
спецодягу, засобів

- Іпотека землі
- Іпотечне кредитування
- Іпотечні банки
- Ірак
- Ірі қара мал шаруашылығы
- Ірі қара малының, шошқаның, ауылшаруашылығы құстарының гигиенасы
- Ірі қара терісі
- Інфраструктура фондового ринку
- Інфраструктурні рекреаційні ресурси. Формування рекреаційної інфраструктури
- Іншомовні слова в Українській мові
- Іонізуюче випромінювання і захист від нього
- Іонізуюче випромінювання і захист від нього
- Іонізуюче випромінювання та його вплив на організм людини
- Іонізуючі випромінювання