Средства защиты от радиации

Министерство сельского хозяйства Российской федерации

ФГОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия

ветеринарной медицины»

Кафедра  ветеринарной радиобиологии и БЖЧС

Реферат по Гражданской обороне при гурозе ЧС на тему:

 «Средства защиты от радиации» 

Выполнила:

Выгодина Валерия Олеговна – студентка

1-го курса 7 группы ФВМ

Проверил:

 ассистент Хасенова Ирина Александровна

Оценка:

              Санкт-Петербург

      2014

Содержание

Введение                                                                                                                                        3                    

Облучение                                                                                                                                      4

Измерение ионизирующих излучений                                                                                        6

Химическое действие ионизирующего излучения                                                                     8

Биологическое действие ионизирующего излучения                                                                8

Единицы измерения                                                                                                                      9

Механизмы биологического воздействия                                                                                  10

Гигиеническое нормирование ионизирующих излучений                                                      11

Средства защиты организмов от излучения                                                                              12

Пути обеспечения радиационной безопасности                                                                      15

Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ                               17

    Санкции за нарушение требований норм и правил по радиационной

                            безопасности в РФ                                                                                               17

Действующие в России правила и нормы                                                                                19

Применение ионизирующих излучений                                                                                    20

Заключение                                                                                                                                   22

Список использованной литературы                                                                                         23

Приложение                                                                                                                                 24

Введение

  Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли.

   Излучения радиоактивных веществ оказывает очень сильное воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое при полном поглощении повышает температуру тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность клеток.

Облучение

   Существует три пути поступления радиоактивных веществ в организм: при вдыхание воздуха, загрязненного радиоактивными веществами, через зараженную пищу или воду, через кожу, а также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь, поскольку во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

   При попадании радиоактивных веществ в организм любым путём они уже через несколько минут обнаруживаются в крови. Если поступление радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале возрастает до максимуму, а затем в течение 15-20 суток снижается.

   Разумеется, если доза облучения достаточно велика, облученный человек погибнет. Во всяком случае, очень большие дозы облучения порядка 100 Гр. вызывают настолько серьезное поражения центральной нервной системы, что смерть, как правило, наступает в течение нескольких часов или дней. При дозах облучения от10 до 50 Гр. при облучении всего тела поражение ЦНС может оказаться не настолько серьезным, чтобы привести к летальному исходу, однако облученный человек, скорее всего все равно умрет через одну-две недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. При еще меньших дозах может не произойти серьезных повреждений желудочно-кишечного тракта или организм с ними справится, и, тем не менее, смерть может наступить через один-два месяца с момента облучения главным образом из-за разрушения клеток красного костного мозга главного компонента кроветворной системы организма: от дозы в 3 - 5 Гр. при облучении всего тела умирает примерно половина всех облученных. Таким образом, в этом диапазоне доз облучения большие дозы отличаются от меньших лишь тем, что смерть в первом случае наступает раньше, а во втором позже. Разумеется, чаще всего человек умирает в результате одновременного действия всех указанных последствий облучения. Исследования в этой области необходимы, поскольку полученные данные нужны для оценки последствий ядерной войны и действия больших доз облучения при авариях ядерных установок и устройств. Красный костный мозг и другие элементы кроветворной системы наиболее уязвимы при облучении и теряет способность нормально функционировать уже при дозах облучения 0,5 1 Гр. К счастью, они обладают также замечательной способностью к регенерации, и если доза облучения не настолько велика, чтобы вызвать повреждения всех клеток, кроветворная система может полностью восстановить свои функции. Если же облучению подверглось не все тело, а какая-то его часть, то уцелевших клеток мозга бывает достаточно для полного возмещения поврежденных клеток. Репродуктивные органы и глаза также отличаются повышенной чувствительностью к облучению.

   Поэтому можно сделать вывод, что радиация очень опасна для людей и для последующего потомства. Так, например, вероятность заболеть раком легких на каждую единицу дозы облучения для шахтеров урановых рудников оказалась в 4 7 раз выше, чем для людей, переживших атомную бомбардировку. Следовательно проблема разработки средств защиты от радиации очень актуальна в наше время. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом Дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями.

   Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр., полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций от 0 до 300 случаев на миллион живых новорожденных.

Измерение ионизирующих излучений

Методы измерения

  Исторически первыми датчиками ионизирующего излучения были химические светочувствительные материалы, используемые в фотографии. Ионизирующие излучения засвечивали фотопластинку, помещенную в светонепроницаемый конверт. Однако от них быстро отказались из-за длительности и затратности процесса, сложности проявки и низкой информативности.

  В качестве датчиков излучения в быту и промышленности наибольшее распространение получили дозиметры на базе счётчиков Гейгера. Счетчик Гейгера - газоразрядный прибор, в котором ионизация газа излучением превращается в электрический ток между электродами. Как правило, такие приборы корректно регистрируют только гамма-излучение. Некоторые приборы снабжаются специальным фильтром, преобразующим бета-излучение в гамма-кванты за счет тормозного излучения. Счетчики Гейгера плохо селектируют излучения по энергии, для этого используют другую разновидность газоразрядного счетчика, т.н. пропорциональный счётчик.

  Существуют полупроводниковые датчики ионизирующего излучения. Принцип их действия аналогичен газоразрядным приборам с тем отличием, что ионизируется объем полупроводника между двумя электродами. В простейшем случае это обратносмещенный полупроводниковый диод. Для максимальной чувствительности такие детекторы имеют значительные размеры.

   Широкое применение в науке получили сцинтилляторы. Эти приборы преобразуют энергию излучения в видимый свет за счет поглощения излучения в специальном веществе. Вспышка света регистрируется фотоэлектронным умножителем. Сцинтилляторы хорошо разделяют излучение по энергиям.

  Для исследования потоков элементарных частиц применяют множество других методов, позволяющих полнее исследовать их свойства, например пузырьковая камера, камера Вильсона.

  Эффективность взаимодействия ионизирующего излучения с веществом зависит от типа излучения, энергии частиц и сечения взаимодействия облучаемого вещества. Важные показатели взаимодействия ионизирующего излучения с веществом:

1. линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества.
2. поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества.

   В Международной системе единиц СИ единицей поглощённой дозы является грэй (Гр, англ. gray, Gy), численно равный поглощённой энергии в 1 Дж на 1 кг массы вещества. Иногда встречается устаревшая внесистемная единица рад (англ. rad): доза, соответствующая поглощенной энергии 100 эрг на 1 грамм вещества. 1 рад = 0,01 Гр.

Химическое действие ионизирующего излучения

  Ионизирующее излучение может вызывать химические превращения вещества. Такие превращения изучает радиационная химия. Под действием ионизирующего излучения происходят следующие превращения:

1. Превращение молекул кислорода в молекулы озона[15], из-за чего металлы быстро окисляются.
2. Разложение воды на кислород и водород с образованием некоторого количества перекиси водорода.
3. Превращение аллотропических модификаций в более устойчивые: белого фосфора в красный, белого олова в серое, алмаза в графит.
4. Разложение на простые вещества газов — углекислого газа, сернистого газа, сероводорода, хлороводорода, аммиака.
5. Полимеризация соединений, содержащих двойные и тройные связи.

Биологическое действие ионизирующих излучений

   Разные типы ионизирующего излучения обладают разным разрушительным эффектом и разным способом воздействия на биологические ткани. Соответственно, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятие относительной биологической эффективности излучения, которая измеряется с помощью коэффициента качества. Для рентгеновского, гамма- и бета-излучений коэффициент качества принят за 1. Для альфа-излучения и осколков ядер коэффициент качества 10…20. Нейтроны — 3…20 в зависимости от энергии. Для заряженных частиц биологическая эффективность прямо связана с линейной передачей энергии данного типа частиц (средняя потеря энергии частицей на единицу длины пробега частицы в ткани).

Единицы измерения

   Для учёта биологического эффекта поглощённой дозы была введена эквивалентная поглощённая доза ионизирующего излучения, численно равная произведению поглощённой дозы на коэффициент биологической эффективности. В системе СИ эффективная и эквивалентная поглощенная доза измеряется в зивертах (Зв, англ. sievert, Sv).

   Ранее широко применялась единица измерения эквивалентной дозы бэр (Биологический Эквивалент Рентгена для гамма-излучения, англ. rem). Эквивалентная доза 1 бэр соответствует облучению гамма-квантами с поглощённой дозой 1 рентген. Эквивалентная поглощённая доза приводится к поглощённой дозе гамма-излучения, поскольку массовые измерительные приборы регистрируют в основном именно гамма-излучение, и такая величина наиболее соответствует возможностям измерений. Для рентгеновского и гамма-излучений 1 бэр = 0,01 Зв, соответственно принимают, что 1 рентген = 0,01 Зв.

Помимо биологической эффективности, необходимо учитывать проникающую способность излучений. Например, тяжёлые ядра атомов и альфа-частицы имеют крайне малую длину пробега в сколько-нибудь плотном веществе, поэтому радиоактивные альфа-источники опасны при попадании внутрь организма. Наоборот, гамма-излучение обладает значительной проникающей способностью.

   Некоторые радиоактивные изотопы способны встраиваться в процесс обмена веществ живого организма, замещая неактивные элементы. Это приводит к удержанию и накоплению радиоактивного вещества непосредственно в живых тканях, что существенно увеличивает опасность контакта. Например, широко известны йод-131, изотопы стронция, плутония и т.п.. Для характеристики этого явления используется понятие период полувыведения изотопа из организма.

Механизмы биологического воздействия

   Первичное действие ионизирующих излучений — это прямое попадание в биологические молекулярные структуры клеток и в жидкие (водные) среды организма. Вторичное действие — действиесвободных радикалов, возникающих в результате ионизации, создаваемой излучением в жидких средах организма и клеток. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочекмакромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

   После действия излучения на организм в зависимости от дозы могут возникнуть детерминированные и стохастические радиобиологические эффекты. Например, порог появления симптомов остройлучевой болезни у человека составляет 1—2 Зв на всё тело.

В отличие от детерминированных, стохастические эффекты не имеют чёткого дозового порога проявления. С увеличением дозы облучения возрастает лишь частота проявления этих эффектов. Проявиться они могут как спустя много лет после облучения (злокачественные новообразования), так и в последующих поколениях (мутации).

   Основным источником информации о стохастических эффектах воздействия ионизирующего излучения являются данные наблюдений за здоровьем людей, переживших атомные бомбардировки илирадиационные аварии. Специалисты наблюдали 87 500 человек, переживших атомные бомбардировки. Средняя доза их облучения составила 240 миллизиверт. При этом прирост онкологическихзаболеваний за последующие годы составил 9 %. При дозах менее 100 миллизиверт отличий между ожидаемой и наблюдаемой в реальности заболеваемостью никто в мире не установил.

    Гигиеническое нормирование ионизирующих излучений

Нормирование осуществляется по санитарным правилам и нормативам СанПин 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)». Устанавливаются дозовые пределы эффективной дозы для следующих категорий лиц:

1. персонал — лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б);
2. все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.

Основные пределы доз и допустимые уровни облучения персонала группы Б равны четверти значений для персонала группы А.

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь — 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

Средства защиты организмов от излучения

   Вследствие этого человечество, несмотря на малую изученность данной проблемы, активно занимается разработкой средств и мер защиты организмов от радиации.

   Так, например, для защиты от воздуха, заражённого радиоактивными частицами можно применять противогазы (рис.1) и респираторы (рис.2) (для шахтёров). Также есть общие методы зажиты такие как:

1. увеличение расстояния между оператором и источником;
2. сокращение продолжительности работы в поле излучения;
3. экранирование источника излучения;
4. дистанционное управление;
5. использование манипуляторов и роботов;
6. полная автоматизация технологического процесса;
7. использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;
8. постоянный контроль над уровнем излучения и за дозами облучения персонала.

    К средствам индивидуальной защиты можно отнести противорадиационный костюм с включением свинца. Лучшим поглотителем гамма-лучей является свинец. Медленные нейтроны хорошо поглощаются бором и кадмием. Быстрые нейтроны предварительно замедляются с помощью графита.

  Настоящий стандарт устанавливает общие технические требования к средствам индивидуальной защиты (далее - СИЗ) от радиоактивных веществ, используемым спасателями при аварийно-спасательных работах и населением в чрезвычайных ситуациях в зонах радиоактивного заражения.

СИЗ включают:

- средства индивидуальной защиты органов дыхания 

- противопылевые респираторы (ФП), газопылезащитные респираторы (ФГП) и противогазы;

- специальную защитную одежду;

- средства защиты ног;

   Скандинавская компания Handy-fashions занимается разработкой защиты от излучения мобильных телефонов, так, например, в этом (2003) году она представила жилет, кепку и шарф предназначенные для защиты от вредного изучения мобильных телефонов. Для их производства используется специальная антирадиационная ткань. Только карман на жилетке выполнен из обычной ткани для устойчивого приёма сигнала. Стоимость полного защитного комплекта от 300 долларов.

   Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными частицами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.

   Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.

   Радиационная безопасность персонала, населения и окружающей природной среды считается обеспеченной, если соблюдаются основные принципы радиационной безопасности (обоснование, оптимизация, нормирование) и требования радиационной защиты, установленные Федеральными законами РФ, действующими нормами радиационной безопасности и санитарными правилами.

   Принцип обоснования — запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного облучением. Должен применяться на стадии принятия решения уполномоченными органами при проектировании новых источников излучения и радиационных объектов, выдачелицензий и утверждении нормативно-технической документации на использование источников излучения, а также при изменении условий их эксплуатации.

   В условиях радиационной аварии принцип обоснования относится не к источникам излучения и условиям облучения, а к защитному мероприятию. При этом в качестве величины пользы следует оценивать предотвращенную данным мероприятием дозу. Однако мероприятия, направленные на восстановление контроля над источниками излучения, должны проводиться в обязательном порядке.

   Принцип оптимизации предусматривает поддержание на возможно низком и достижимом уровне как индивидуальных (ниже пределов, установленных действующими нормами), так и коллективных доз облучения, с учетом социальных и экономических факторов. В условиях радиационной аварии, когда вместо пределов доз действуют более высокие уровни вмешательства, принцип оптимизации должен применяться к защитному мероприятию с учетом предотвращаемой дозы облучения и ущерба, связанного с вмешательством. Также известен, в том числе в международной практике, как принцип ALARA(ALARP).

    Принцип нормирования, требующий непревышения установленных Федеральными законами РФ и действующими нормами РБ индивидуальных пределов доз и других нормативов РБ, должен соблюдаться всеми организациями и лицами, от которых зависит уровень облучения людей.

  Также для защиты помещений с персоналом, в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии ведутся разработки по созданию «высокоплотной мастики для защиты от радиации». В состав мастик входят: связующее - резорцино-формальдегидная смола ФР-12, отвердитель - параформальдегид и наполнитель - материал высокой плотности.

Пути обеспечения радиационной безопасности

           Радиационная безопасность на объекте и вокруг него обеспечивается за счет:

1. качества проекта радиационного объекта;
2. обоснованного выбора района и площадки для размещения радиационного объекта;
3. физической защиты источников излучения;
4. зонирования территории вокруг наиболее опасных объектов и внутри них;
5. условий эксплуатации технологических систем;
6. санитарно-эпидемиологической оценки и лицензирования деятельности с источниками излучения;
7. санитарно-эпидемиологической оценки изделий и технологий;
8. наличия системы радиационного контроля;
9. планирования и проведения мероприятий по обеспечению радиационной безопасности персонала и населения при нормальной работе объекта, его реконструкции и выводе из эксплуатации;
10. повышения радиационно-гигиенической грамотности персонала и населения.

          Радиационная безопасность персонала обеспечивается:

1. ограничениями допуска к работе с источниками излучения по возрасту, полу, состоянию здоровья, уровню предыдущего облучения и другим показателям;
2. знанием и соблюдением правил работы с источниками излучения;
3. достаточностью защитных барьеров, экранов и расстояния от источников излучения, а также ограничением времени работы с источниками излучения;
4. созданием условий труда, отвечающих требованиям действующих норм и правил РБ;
5. применением индивидуальных средств защиты;
6. соблюдением установленных контрольных уровней;
7. организацией радиационного контроля;
8. организацией системы информации о радиационной обстановке;
9. проведением эффективных мероприятий по защите персонала при планировании повышенного облучения в случае угрозы и возникновении аварии.

          Радиационная безопасность населения обеспечивается:

1. созданием условий жизнедеятельности людей, отвечающих требованиям действующих норм и правил РБ;
2. установлением квот на облучение от разных источников излучения;
3. организацией радиационного контроля;
4. эффективностью планирования и проведения мероприятии по радиационной защите в нормальных условиях и в случае радиационной аварии;
5. организацией системы информации о радиационной обстановке.
6. а также обеспечения населения бесплатными респираторами,противогазами,и др. вещами радиационной защиты;

    Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ

Согласно действующим в РФ нормам РБ организационными мероприятиями, обеспечивающими радиационную безопасность работ, являются:

1. оформление работы нарядом или распоряжением;
2. допуск к работе;
3. надзор во время работы;
4. оформление перерывов в работе;
5. оформление окончания работы.