Іонізуючі випромінювання

 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 також  аваріями на інших АЕС. [1]

 

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 людини  можна уявити в дуже спрощеному  вигляді таким чином. Припустимо, що в організмі людини відбувається  нормальний процес травлення.  Їжа, що надходить, розкладається  на більш прості з’єднання,  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 попадання на мембрану -випромінювання 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 рекомбінуватися; молекулярні зв’язки не відновляються; виходить з ладу велика кількість клітин; виходить з ладу орган; 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 тисяч молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання обумовлений не кількістю поглиненої енергії об’єктом, що опромінюється, 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. [3 c. 14]

 Також необхідно зазначити  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 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-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), накопичується в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) і т. д. Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. Ефекти за видами ушкоджень класифікуються на 3 групи: соматичні, соматико-стахотичні (випадкові, ймовірні), генетичні. Час прояву вказує дві групи поразок – ранні (або гострі) і пізні. Ранні поразки бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, -випромінювання, потік н ейтронів. [3 c.15]

 Розрізняють дві форми  променевої хвороби – гостру  і хронічну. Гостра форма виникає  в результаті опромінення великими  дозами за короткий проміжок часу. При дозах порядку тисяч рад поразка організму може бути миттєвою. Хронічна форма розвивається в результаті тривалого опромінення дозами, що перевищують гранично припустимі (ГПД). Більш віддаленими наслідками променевої поразки можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини та інше.

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. Будь-яка, навіть найменша, доза збільшує вірогідність захворювання раком. Усяка додаткова доза ще більш збільшує цю вірогідність;

 – ризик захворювання  зростає прямо пропорційно дозі  опромінення: при подвоєнні дози  опромінення ризик подвоюється,  при 3-х кратній дозі – потроюється  і т. д.

 Питання радіаційної  безпеки регламентується Законом  “Про радіаційну безпеку населення”, нормами радіаційної безпеки  (НРБ-96) та ін.

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-кишковий  тракт, легені, кришталик ока й інші (за винятком, що належать до I і III груп);

III група – шкіряний  покрив, кісткова тканина, кістки, передпліччя, щиколотки і стопи. 

 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 джерелами  іонізуючих випромінювань (оператори  АЕС, фізики-атомщики, плавсклад  атомних судів і т. д.).

 Група “Б” – особи,  що за умовами проживання або  розміщення робочих місць можуть  потрапляти під вплив іонізуючих випромінювань (мешкають у зоні АЕС, працюють у районі атомних лабораторій, заводів і т. д.).

 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 інтенсивності  випромінювання і часу впливу;

 б) інтенсивність випромінювання  від крапкового джерела пропорційна  кількості квантів або часток, що виникають у ньому за  одиницю часу, і обернено пропорційна  квадрату відстані;

 в) інтенсивність випромінювання  може бути зменшена за допомогою  екранів. 

 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 (“захист  відстанню”);

4) екранування джерел  випромінювання матеріалами, що  поглинають іонізуюче випромінювання (“захист екраном”).

 Кращими для захисту  від рентгенівського і гамма-випромінювання  є матеріали з великим Z (порядковим  номером), наприклад 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 екрана значно збільшується.

 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 випромінювання, при використанні яких можливе  попадання радіоактивних речовин  у навколишнє середовище. При  цьому може відбуватися не  тільки зовнішнє, але й 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 й забруднені радіоактивними речовинами робочі поверхні, спецодяг і взуття.

 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 речовин  у зовнішнє середовище;

3) заходи планувального  характеру;

4) застосування санітарно-технічних  засобів і устаткування, використання  спеціальних захисних матеріалів;

5) використання засобів  індивідуального захисту і санітарного опрацювання персоналу;

6) виконання правил особистої  гігієни;

7) очищення від радіоактивних  забруднень поверхонь будівельних  конструкцій, апаратури і засобів  індивідуального захисту.

 Міри індивідуального  захисту й особистої гігієни

 Радіоактивне забруднення  спецодягу, засобів індивідуального  захисту та шкіри персоналу  не повинно перевищувати припустимих  рівнів, зазначених у Нормах радіаційної безпеки НРБ-76/87.