Київський національний
університет
культури
і мистецтв
Реферат
на тему:
«Основні
характеристики іонізуючих випромінювань»
Підготувала:
студентка І-го курсу
групи Т-51
Харечко Юлія
Київ,
2011
План
1. Характеристика
електромагнітних випромінювань
та їх вплив на організм
людини, методи захисту.
1.1
Основні характеристики іонізуючих
випромінювань.
1.2
Природні і штучні іонізуючі
випромінювання.
1.3
Біологічна дія іонізуючих випромінювань.
1.4
Радіаційна безпека.
2. В чому полягає сутність концепції допустимого
ризику.
Література.
1.
Характеристика електромагнітних
випромінювань та
їх вплив на
організм людини,
методи захисту
- Основні
характеристики іонізуючих
випромінювань
Іонізуючі випромінювання існували
на Землі ще задовго до появи
на ній людини. Проте вплив
іонізуючих випромінювань на
організм людини був виявлений
лише наприкінці XIX ст. з відкриттям
французького вченого А. Беккереля, а потім
дослідженнями П'єра і Марії Кюрі явища
радіоактивності.
Поняття «іонізуюче випромінювання» об'єднує
різноманітні види, різні за своєю природою,
випромінювання. Подібність їх полягає
в тому, що усі вони відрізняються високою
енергією, мають властивість іонізувати
і руйнувати біологічні об'єкти.
Іонізуюче випромінювання — це
будь-яке випромінювання, взаємодія
якого із середовищем призводить
до утворення електричних зарядів
різних знаків. Розрізняють корпускулярне
і фотонне іонізуюче випромінювання.
Корпускулярне — потік елементарних
частинок з масою спокою, відмінною від
нуля, що утворюються при радіоактивному
розпаді, ядерних перетвореннях, або генеруються
на прискорювачах. Це α-частки, нейтрони,
протони та ін.
Фотонне — потік електромагнітних коливань
що поширюється у вакуумі з постійною
швидкістю 300 000 км/с. це γ-випромінювання
і рентгенівське випромінювання.
Вони різняться умовами утворення
і властивостями: довжиною хвилі
й енергією. До фотонного випромінювання
належить й ультрафіолетове випромінювання
— найбільш короткохвильова частина
спектра сонячного світла (довжина
хвилі 400*1(Т9м).
Випромінювання характеризуються
за своєю іонізуючою і проникаючою
спроможностями. Іонізуюча спроможність
випромінювання визначається питомою
іонізацією, тобто числом пар
іонів, що утворюються частинкою
в одиниці об'єму, маси середовища
або на одиниці довжини шляху.
Різноманітні види випромінювань
мають різноманітну іонізуючу
спроможність. Проникаюча спроможність
випромінювань визначається розміром
пробігу, тобто шляхом, пройденим
часткою в речовині до її
повного зникнення. Джерела іонізуючих
випромінювань поділяються на
природні та штучні (антропогенні).
1.2
Природні і штучні
іонізуючі випромінювання
Основну частину опромінення
населення земної кулі одержує
від природних джерел випромінювань.
Більшість з них такі, що уникнути
опромінення від них неможливо.
Протягом всієї історії існування
Землі різні види випромінювання
потрапляють на поверхню Землі
з Космосу і надходять від
радіоактивних речовин, що знаходяться
у земній корі.
Радіаційний фон, що утворюється
космічними променями, дає менше
половини зовнішнього опромінення,
яке одержує населення від
природних джерел радіації. Космічні
промені переважно приходять
до нас з глибин Всесвіту, але
деяка певна їх частина народжується
на Сонці під час сонячних
спалахів. Космічні промені можуть
досягати поверхні Землі або
взаємодіяти з її атмосферою,
породжуючи повторне випромінювання
і призводячи до утворення
різноманітних радіонуклідів. Опромінення
від природних джерел радіації
зазнають усі жителі Землі,
проте одні з них одержують
більші дози, інші — менші.
Це залежить, зокрема, від того,
де вони живуть. Рівень радіації
в деяких місцях залягання
радіоактивних порід земної кулі
значно вищий від середнього,
а в інших місцях — відповідно
нижчий. Доза опромінення залежить
також і від способу життя
людей.
За підрахунками наукового комітету
по дії атомної радіації ООН,
середня ефективна еквівалентна
доза зовнішнього опромінення,
яку людина одержує за рік
від земних джерел природної
радіації, становить приблизно 330мкЗв,
тобто трохи більше середньої
дози опромінення через радіаційний
фон, що утворюється космічними
променями.
Людина зазнає опромінення двома
способами — зовнішнім та внутрішнім.
Якщо радіоактивні речовини знаходяться
поза організмом і опромінюють
його ззовні, то у цьому випадку
говорять про зовнішнє опромінення.
А якщо ж вони знаходяться
у повітрі, яким дихає людина,
або у їжі чи воді і потрапляють
всередину організму через органи
дихання та кишково-шлунковий
тракт, то таке опромінення
називають внутрішнім.
Перед тим як потрапити до
організму людини, радіоактивні
речовини проходять складний
маршрут у навколишньому середовищі,
і це необхідно враховувати
при оцінці доз опромінення,
отриманих від того чи іншого
джерела.
Внутрішнє опромінення в середньому
становить 2/3 ефективної еквівалентної
дози опромінення, яку людина
одержує від природних джерел
радіації. Воно надходить від
радіоактивних речовин, що потрапили
в організм з їжею, водою чи
повітрям. Невеличка частина цієї
дози припадає на радіоактивні
ізотопи (типу вуглець-14, тритій),
що утворюються під впливом
космічної радіації. Все інше
надходить від джерел земного
походження. В середньому людина
одержує близько 180 мкЗв/рік за
рахунок калію-40, який засвоюється
організмом разом із нерадіоактивним
ізотопом калію, що є необхідним
для життєдіяльності людини. Проте
значно більшу дозу внутрішнього
опромінення людина одержує від
нуклідів радіоактивного ряду
урану-238 і в меншій кількості
від радіонуклідів ряду торію-232.
Штучними джерелами іонізуючого
випромінювання є ядерні установки,
ядерні реактори, рентгенівські
апарати, прилади з радіоактивними
елементами. Підписаний договір про припинення
ядерних випромінювань у 3-х сферах (у 1963
р. США, СРСР, Англія) дав позитивний результат.
Знизилася
кількість радіоактивних опадів,
зменшилося радіоактивне забруднення
рослинності. Проте радіоізотопи з
тривалим періодом напіврозпаду продовжують
накопичуватися в ґрунті і надходити
у флору.
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 останні 14 років за рахунок
штучних джерел радіації в
основному пов’язане з наслідками
аварії на Чорнобильській АЕС,
японській Фукусімі а також аваріями на
інших АЕС.
1.3 Біологічна
дія іонізуючих випромінювань
Вплив радіоактивного випромінювання
на організм людини можна уявити
в дуже спрощеному вигляді
таким чином. Припустімо, що в
організмі людини відбувається
нормальний процес травлення.
їжа, що надходить, розкладається
на більш прості сполуки, які
потім надходять через мембрану
усередину кожної клітини і
будуть використані як будівельний
матеріал для відтворення собі
подібних, для відшкодування енергетичних
витрат на транспортування речовин і їхню
переробку. Під час потрапляння випромінювання
на мембрану відразу ж порушуються молекулярні
зв'язки, атоми перетворюються в іони.
Крізь зруйновану мембрану в клітину починають
надходити сторонні (токсичні) речовини,
робота її порушується. Якщо доза випромінювання
невелика, відбувається рекомбінація
електронів, тобто повернення їх на свої
місця. Молекулярні зв'язки відновлюються,
і клітина продовжує виконувати свої функції.
Якщо ж доза опромінення висока або дуже
багато разів повторюється, то електрони
не встигають рекомбінувати; молекулярні
зв'язки не відновлюються; виходить з ладу
велика кількість клітин; робота органів
розладнується; нормальна життєдіяльність
організму стає неможливою.
Специфічність дії іонізуючого
випромінювання полягає в тому,
що інтенсивність хімічних реакцій,
індуційованих вільними радикалами,
підвищується, й у них втягуються
багато сотень і тисячі молекул,
не порушених опроміненням. Таким
чином, ефект дії іонізуючого
випромінювання зумовлений не
кількістю поглинутої об'єктом,
що опромінюється, енергії, а
формою, в якій ця енергія передається.
Ніякий інший вид енергії (теплова,
електрична та ін.), що поглинається
біологічним об'єктом у тій
самій кількості, не призводить
до таких змін, які спричиняє
іонізуюче випромінювання.
Також необхідно відзначити деякі
особливості дії іонізуючого
випромінювання на організм людини:
- 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 і на його спадкоємців
(генетичний ефект);
- різні
органи організму мають різну
Чутливість до випромінювання. Найсильнішого
впливу зазнають клітини червоного
кісткового мозку,
- щитовидна
залоза, легені, внутрішні органи, тобто
органи, клітини яких мають високий
рівень поділу. При одній і
тій самій дозі випромінювання
у дітей вражається більше
клітин, ніж у дорослих, тому що
у дітей всі клітини перебувають
у стадії поділу.
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-різному: деякі
ізотопи розподіляються рівномірно
в організмі людини (тритій, вуглець,
залізо, полоній), деякі накопичуються
в кістках (радій, фосфор, стронцій),
інші залишаються в м'язах (калій,
рубідій, цезій), накопичуються в
щитовидній залозі (йод), у печінці,
нирках, селезінці (рутеній, полоній,
ніобій) тощо.
Ефекти, викликані дією іонізуючих
випромінювань (радіації), систематизуються
за видами ушкоджень і часом
прояву. За видами ушкоджень їх
поділяють на три групи: соматичні,
соматико-стохатичні (випадкові, ймовірні),
генетичні. За часом прояву
виділяють дві групи — ранні
(або гострі) і пізні. Ранні
ураження бувають тільки соматичні.
Це призводить до смерті або
променевої хвороби. Постачальником
таких часток є в основному
ізотопи, що мають коротку тривалість
життя, γ- випромінювання, потік нейтронів.
Гостра форма виникає в результаті
опромінення великими дозами
за короткий проміжок часу. При
дозах порядку тисяч рад ураження
організму може бути миттєвим.
Хронічна форма розвивається
в результаті тривалого опромінення
дозами, що перевищують лімити
дози (ЛД). Більш віддаленими наслідками
променевого ураження можуть
бути променеві катаракти, злоякісні
пухлини та інше.
Для вирішення питань радіаційної
безпеки населення передусім
викликають інтерес ефекти, що
спостерігаються при малих дозах
опромінення - порядку декілька
сантизиверів на годину, що реально
трапляються при практичному використанні
атомної енергії. У нормах радіаційної
безпеки НРБУ-97, введених 1998 p., як одиниці
часу використовується рік або поняття
річної дози опромінення. Це викликано,
як зазначалося раніше, ефектом накопичення
«малих» доз і їхнього сумарного впливу
на організм людини.
Існують різноманітні норми радіоактивного
зараження: разові, сумарні, гранично
допустимі та інше. Всі вони
описані в спеціальних довідниках.
ЛД загального опромінення людини
вважається доза, яка у світлі
сучасних знань не повинна
викликати значних ушкоджень
організму протягом життя.
ГПД для людей, які постійно
працюють з радіоактивними речовинами,
становить 2 бер на рік. При
цій дозі не спостерігається
соматичних уражень, проте достовірно
поки невідомо, яким чином реалізуються
канцерогенний і генетичний ефекти
дії. Цю дозу слід розглядати
як верхню межу, до якої не
варто наближатися.
1.4
Радіаційна безпека
Питання захисту людини від
негативного впливу іонізуючого
випромінювання постали майже
одночасно з відкриттям рентгенівського
випромінювання і радіоактивного
розпаду. Це зумовлено такими
факторами: по-перше, надзвичайно
швидким розвитком застосування
відкритих випромінювань в науці
та на практиці, і, по-друге,
виявленням негативного впливу
випромінювання на організм.
Заходи радіаційної безпеки використовуються
на підприємствах і, як правило,
потребують проведення цілого
комплексу різноманітних захисних
заходів, що залежать від конкретних
умов роботи з джерелами іонізуючих
випромінювань і, передусім, від
типу джерела випромінювання.
Закритими називаються будь-які
джерела іонізуючого випромінювання,
устрій яких виключає проникнення
радіоактивних речовин у навколишнє
середовище при передбачених
умовах їхньої експлуатації і
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 зазнавати тільки
зовнішнього опромінення.
Захисні заходи, що дозволяють
забезпечити умови радіаційної
безпеки при застосуванні закритих
джерел, основані на знанні законів
поширення іонізуючих випромінювань
і характеру їхньої взаємодії
з речовиною. Головні з них
такі:
- доза
зовнішнього опромінення пропорційна
інтенсивності випромінювання і
часу впливу;
- інтенсивність
випромінювання від точкового
джерела пропорційна кількості
квантів або часток, що виникають
у ньому за одиницю часу, і
обернено пропорційна квадрату
відстані;
- інтенсивність
випромінювання може бути зменшена
за допомогою екранів.
З цих закономірностей випливають
основні принципи забезпечення
радіаційної безпеки:
- зменшення
потужності джерел до мінімальних
розмірів («захист кількістю»);
- скорочення
часу роботи з джерелом («захист
часом»);
- збільшення
відстані від джерел до людей
(«захист відстанню»);
- екранування
джерел випромінювання матеріалами,
що поглинають іонізуюче випромінювання
(«захист екраном»).
Найкращими для захисту від
рентгенівського і гамма-випромінювання
є свинець і уран. Проте з
огляду на високу вартість
свинцю й урану, можуть застосовуватися
екрани з більш легких матеріалів
— просвинцьованого скла, заліза,
бетону, залізобетону і навіть
води. У цьому випадку, природно,
еквівалентна товща екрану значно
збільшується.
Для захисту від бета-потоків
доцільно застосовувати екрани,
які виготовлені з матеріалів
з малим атомним числом. У цьому
випадку вихід гальмівного випромінювання
невеликий. Звичайно як екрани
для захисту від бета-випромінювань
використовують органічне скло,
пластмасу, алюміній.
Відкритими називаються такі
джерела іонізуючого випромінювання,
при використанні яких можливе
потрапляння радіоактивних речовин
у навколишнє середовище.
При цьому може відбуватися
не тільки зовнішнє, але і додаткове
внутрішнє опромінення персоналу.
Це може відбутися при надходженні
радіоактивних ізотопів у навколишнє
робоче середовище у вигляді
газів, аерозолів, а також твердих
і рідких радіоактивних відходів.
Джерелами аерозолів можуть бути
не тільки виконувані виробничі
операції, але і забруднені радіоактивними
речовинами робочі поверхні, спецодяг
і взуття.
Основні принципи захисту:
- використання
принципів захисту, що застосовуються
при роботі
з джерелами випромінювання у
закритому виді;
- герметизація
виробничого устаткування з метою
ізоляції процесів, що можуть
стати джерелами надходження
радіоактивних речовин у зовнішнє
середовище;
- заходи
планувального характеру;
- застосування
санітарно-технічних засобів і
устаткування, використання спеціальних
захисних матеріалів;
- використання
засобів індивідуального захисту
і санітарної обробки персоналу;
- дотримання
правил особистої гігієни;
- очищення
від радіоактивних забруднень
поверхонь будівельних конструкцій,
апаратури і засобів індивідуального
захисту;
- використання
радіопротекторів (біологічний захист).
Радіоактивне забруднення спецодягу,
засобів індивідуального захисту
та шкіри персоналу не повинно
перевищувати припустимих рівнів,
передбачених Нормами радіаційної
безпеки НРБУ-97.
У випадку забруднення радіоактивними
речовинами особистий одяг і
взуття повинні пройти дезактивацію
під контролем служби радіаційної
безпеки, а у випадку неможливості
дезактивації їх слід поховати
як радіоактивні відходи.
Рентгенорадіологічні процедури
належать до найбільш ефективних
методів діагностики захворювань
людини. Це визначає подальше
зростання застосування рентгено-
і радіологічних процедур або
використання їх у ширших масштабах.
Проте інтереси безпеки пацієнтів
зобов'язують прагнути до максимально
можливого зниження рівнів опромінення,
оскільки вплив іонізуючого випромінювання
в будь-якій дозі поєднаний
з додатковим, відмінним від нуля
ризиком виникнення віддалених
стохастичних ефектів. У даний
час з метою зниження індивідуальних
і колективних доз опромінення
населення за рахунок діагностики
широко застосовуються організаційні
і технічні заходи:
- як
виняток необгрунтовані (тобто без
доведень) дослідження;
- зміна
структури досліджень на користь
тих, що дають менше дозове
навантаження;
- впровадження
нової апаратури, оснащеної сучасною
електронною технікою посиленого
візуального зображення;
- застосування
екранів для захисту ділянок
тіла, що підлягають дослідженню,
тощо.
Ці заходи, проте, не вичерпують
проблеми забезпечення максимальної
безпеки пацієнтів і оптимального
використання цих діагностичних
методів. Система забезпечення
радіаційної безпеки пацієнтів
може бути повною й ефективною,
якщо вона буде доповнена гігієнічними
регламентами припустимих доз
опромінення.
2.
В чому полягає
сутність концепції
допустимого ризику
За ступенем припустимості ризик
буває знехтуваний, прийнятний, граничнодопустимий,
надмірний.
Знехтуваний ризик має настільки
малий рівень, що він перебуває
в межах допустимих відхилень
природного (фонового) рівня.
Прийнятним вважається такий
рівень ризику, який суспільство
може прийняти (дозволити), враховуючи
техніко-економічні та соціальні
можливості наданому етапі свого
розвитку.
Гранично допустимий ризик —
це максимальний ризик, який
не повинен перевищуватись, незважаючи
на очікуваний результат.
Надмірний ризик характеризується
виключно високим рівнем, який
у переважній більшості випадків
призводить до негативних наслідків.
На практиці досягти нульового
рівня ризику, тобто абсолютної
безпеки, неможливо. Через це
вимога абсолютної безпеки, що
приваблює своєю гуманністю, може
обернутися на трагедію для
людей. Знехтуваний ризик у
теперішній час також неможливо
забезпечити з огляду на відсутність
технічних та економічних передумов
для цього. Тому сучасна концепція
безпеки життєдіяльності базується
на досягненні прийнятного (допустимого)
ризику.
Сутність концепції прийнятного
(допустимого) ризику полягає
у прагненні створити таку
малу безпеку, яку сприймає
суспільство у даний час, виходячи
з рівня життя, соціально-політичного
та економічного становища, розвитку
науки та техніки.
Прийнятний ризик поєднує технічні,
економічні, соціальні та політичні
аспекти і є певним компромісом
між рівнем безпеки й можливостями
її досягнення. Розмір прийнятного
ризику можна визначити, використовуючи
витратний механізм, який дозволяє
розподілити витрати суспільства
на досягнення заданого рівня
безпеки між природною, техногенною
та соціальною сферами. Необхідно
підтримувати відповідне співвідношення
витрат у зазначених сферах, оскільки
порушення балансу на користь однієї з
них може спричинити різке збільшення
ризику і його рівень вийде за межі прийнятних
значень.
Витрачаючи надмірні кошти на
підвищення безпеки технічних
систем в умовах обмеженості
коштів, можна завдати збитків
соціальній сфері, наприклад,
погіршити медичну допомогу.
Сумарний ризик має мінімум
при визначеному співвідношенні інвестицій
у технічну та соціальну сфери. Цю обставину
потрібно враховувати при виборі ризику,
з яким суспільство поки що змушене миритися.
Максимально прийнятним рівнем
індивідуального ризику загибелі
людини звичайно вважається ризик,
який дорівнює 106 на рік. Малим
вважається індивідуальний ризик
загибелі людини, що дорівнює 10–8
на рік.
Концепція прийнятного ризику
може бути ефективно застосована
для будь-якої сфери діяльності,
галузі виробництва, підприємств,
організацій, установ.
Справді, коли працюють, навіть
дотримуючись усіх встановлених
відповідними правилами охорони
праці стандартних значень, все
ще існує деякий рівень залишкового
ризику, який неминуче повинен
бути присутнім. Наскільки ризик
є прийнятим чи неприйнятим
— вирішує керівництво. Результат
цього рішення буде впливати
на багато вхідних даних та
міркувань, серед яких не останнє
місце посідає вартість ризику,
оскільки головним завданням
управління є і завжди буде
визначення вартості ризику.
Література
1. Безпека
життєдіяльності: Навч. посібник / За
ред. В.Г. Цапка – 4-те вид.,
перероб. і доп. – К.: Знання,
2006. – 397 с.
2. Джигирей
В.С., Шидецький В.Ц. Безпека життєдіяльності:
Навчальний посібник. – Вид. 3-тє, доповнене.
– Львів: Афіша, 2000. – 256 с.
3. Желібо
Є. П., Заверуха Н. М., Зацарний
В. В. Безпека життєдіяльності:
Навч. посіб. для студ. вищих навч.
закладів. 3-є вид. / За ред. Є.
П. Желібо. – К.: Каравела, 2004. –
328 с.
4. Самойлов
О.Б. Безопасность ядерных энергетических
установок: учеб. пособие – М.:
Энергоатомиздат, 1989.
5. Чирва
Ю.О., Баб’як О.С. Безпека життєдіяльності:
Навчальний посібник. – К.: Атка, 2001. –
304 с.
