Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини. Методи захисту

             ДЕРЖАВНА ПОДАТКОВА АДМІНІСТРАЦІЯ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ  УНІВЕРСИТЕТ ДЕРЖАНОЇ ПОДАТКОВОЇ СЛУЖБИ УКРАЇНИ

 

                                  Кафедра техногенно-екологічної безпеки

 

 

                    

                        Реферат

                           з курсу "Безпеки життєдіяльності"

             на тему: "Вплив іонізуючого випромінювання на                    організм людини. Методи захисту"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                              Підготувала

студентка МЕБ-11

Волинець І.В.

Перевірив

викладач Овраменко М.А.

 

 

                                            

 

 

 

                                                  Ірпінь, 2010 

 

 

1. Іонізуюче випромінювання.
2. Джерела іонізуючого випромінювання.
3. Одиниці вимірювання радіоактивних випромінювань.
4. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини.
5. Радіаційна безпека. Норми радіаційної безпеки.
6. Захист від іонізуючих випромінювань.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 1955 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. До цього зусилля були в основному  спрямовані на створення й удосконалення  ядерної зброї.

Іонізуюче випромінювання існує протягом всього періоду існування  Землі, воно розповсюджується в космічному просторі. Вплив іонізуючого випромінювання на організм людини почав досліджуватися після відкриття явища радіоактивності  у 1896 р. французьким вченим Анрі Беккерелем, а потім досліджений Марією та П'єром Кюрі, які в 1898 році дійшли висновку, що випромінювання Радію є результатом його перетворення на інші елементи. Характерним прикладом такого перетворення є ланцюгова реакція перетворення урану-238 у стабільний нуклід свинцю-206.

На кожному етапі  такого перетворення вивільняється  енергія, яка далі передається у  вигляді випромінювань. Відкриттю  Беккереля та дослідженню Кюрі передувало відкриття невідомих променів, які  у 1895 році німецький фізик Вільгельм  Рентген назвав Х-променями, а в подальшому в його честь названо рентгенівськими.

Перші ж дослідження  радіоактивних випромінювань дали змогу встановити їх небезпечні властивості. Про це свідчить те, що понад 300 дослідників, які проводили експерименти з  цими матеріалами, померли внаслідок  опромінення. Отож, спробуємо дізнатися, що являє собою іонізуюче випромінювання. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Термін "іонізуюче випромінювання" характеризує будь-яке випромінювання, яке прямо або опосередковано викликає іонізацію навколишнього середовища (утворення позитивно та негативно заряджених іонів).

До іонізуючих відносяться корпускулярні  випромінювання, що складаються з  частинок з масою спокою, яка відрізняється  від нуля (альфа-, бета-частинки, нейтрони) та електромагнітні випромінювання (рентгенівське та гамма-випромінювання), які при взаємодії з речовинами можуть утворювати в них іони.

Альфа-випромінювання — це потік ядер гелію, що випромінюється речовиною при радіоактивному розпаді ядер з енергією, що не перевищує кількох мегаелектровольт (МеВ). Ці частинки мають високу іонізуючу та низьку проникну здатність. Вони затримуються аркушем паперу, практично нездатні проникати крізь шкіряний покрив.

Бета-частинки — це потік електронів та протонів. Проникна здатність (2,5 см у живих тканинах і у повітрі — до 18 м) бета-частинок вища, а іонізуюча — нижча, ніж у альфа-частинок.

Нейтрони викликають іонізацію  речовини та вторинне випромінювання, яке складається із заряджених частинок і гамма-квантів. Проникна здатність залежить від енергії та від складу речовин, що взаємодіють.

Гамма-випромінювання — це електромагнітне (фотонне) випромінювання з великою проникною і малою іонізуючою здатністю з енергією 0,001-3 МеВ. Гамма-випромінювання виникають при збудженні ядер атомів або елементарних частинок. Джерелом гамма-випромінюванняє ядерні вибухи, розпад ядер радіоактивних речовин, вони утворюються також при проходженні швидких заряджених частинок крізь речовину. Поширюється воно зі швидкістю світла і використовується в медицині для стерилізації приміщень, апаратури, продуктів харчування.

Рентгенівське випромінювання — випромінювання, яке виникає в середовищі, яке оточує джерело бета-випромінювання у прискорювачах електронів і є сукупністю гальмівного та характеристичного випромінювань, енергія фотонів яких не перевищує 1 МеВ. Характеристичним називають фотонне випромінювання з дискретним спектром, що виникає при зміні енергетичного стану атома. Гальмівне випромінювання — це фотонне випромінювання з неперервним спектром, яке виникає при зміні кінетичної енергії заряджених частинок. Рентгенівські промені проходять тканини людини наскрізь. 

Усі джерела іонізуючого випромінювання поділяються на природні та штучні (антропогенні).

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 350мк Зв, 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 180мкЗв/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 іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реактори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв’язку високої напруги тощо.

За декілька останніх десятиліть людство  створило сотні штучних радіонуклідів  і навчилося використовувати  енергію атома як у військових цілях — для виробництва зброї масового ураження, так і в мирних — для виробництва енергії, у медицині, пошуку корисних копалин, діагностичному устаткуванні й ін. Усе це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, так і населення Землі загалом. Індивідуальні дози, які одержують різні люди від штучних джерел іонізуючих випромінювань, сильно відрізняються. У більшості випадків ці дози незначні, але іноді опромінення за рахунок техногенних джерел у багато тисяч разів інтенсивніші, ніж за рахунок природних. Проте слід зазначити, що породжені техногенними джерелами випромінювання звичайно легше контролювати, ніж опромінення, пов'язані з радіоактивними опадами від ядерних вибухів і аварій на АЕС, так само як і опромінення, зумовлені космічними і наземними природними джерелами.

Опромінення населення України  за останні роки за рахунок штучних  джерел радіації, в основному пов'язане  з наслідками аварії на Чорнобильській АЕС, а також експлуатацією і «дрібними» аваріями на інших АЕС. Про це достатньо багато і докладно написано в літературі.

Серед техногенних джерел іонізуючого  опромінення на сьогодні людина найбільш опромінюється під час медичних процедур і лікування, пов'язаного із застосуванням радіоактивності, джерел радіації.

Радіація використовується в медицині як у діагностичних цілях, так  і для лікування. Одним із найпоширеніших медичних приладів є рентгенівський апарат. Також все більше поширюються і нові складні діагностичні методи, що спираються на використання радіоізотопів. Одним із засобів боротьби з раком, як відомо, є променева терапія. В розвинених країнах річна колективна ефективна еквівалентна доза від рентгенівських досліджень становить приблизно 1000 Зв на 1 млн. жителів.

Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, що виникають в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.

Радіоактивні випромінювання, незважаючи на їхнє величезне значення, є одним з видів іонізуючих випромінювань. Радіонукліди утворюють випромінювання в момент перетворення одних атомних ядер в інші. Вони характеризуються періодом напіврозпаду (від секунд до млн. років), активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу), що характеризує їх іонізуючу спроможність. Активність у міжнародній системі вимірюється в бекерелях (Бк), а позасистемною одиницею є кюрі (Кі). Один Кі = 37 х 109Бк. Міра дії іонізуючого випромінювання в будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою іонізуючого випромінювання. Останнє визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють експозиційну, поглинену та еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.

Експозиційна доза характеризує іонізуючу  спроможність випромінювання в повітрі, вимірюється в кулонах на кг (Кл/кг); позасистемна одиниця — рентген (Р); 1 Кл/кг = 3,88 х 103Р. За експозиційною дозою можна визначити потенційні можливості іонізуючого випромінювання.

Поглинута доза характеризує енергію  іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється в греях Гр (1 Гр=1 Дж/кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад = 0,01 Гр = 0,01 Дж/кг).

Доза, яку одержує людина, залежить від виду випромінювання, енергії, щільності  потоку і тривалості впливу. Проте  поглинута доза іонізуючого випромінювання не враховує того, що вплив на біологічний  об'єкт однієї і тієї ж дози різних видів випромінювань неоднаковий. Щоб врахувати цей ефект, введено  поняття еквівалентної дози.

Еквівалентна доза є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну  людину, тобто індивідуальним критерієм  небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. За одиницю вимірювання еквівалентної дози прийнятий зіверт (Зв). Зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та альфа-, бета-випромінювань). Позасистемною одиницею служить бер (біологічний еквівалент рада). 1 бер = 0,01 Зв.

Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої  життєдіяльності людини.

У результаті дії іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах можуть виникати складні фізичні, хімічні  та біологічні процеси. При цьому  порушується нормальне протікання біохімічних реакцій та обмін  речовин в організмі.

В залежності від поглинутої дози випромінювання та індивідуальних особливостей організму викликані зміни можуть носити зворотний або незворотний  характер. При незначних дозах  опромінення уражені тканини  відновлюються. Тривалий вплив доз, які перевищують гранично допустимі  межі, може викликати незворотні зміни  в окремих органах або у  всьому організмі й виразитися в  хронічній формі променевої хвороби. Віддаленими наслідками променевого  ураження можуть бути променеві катаракти, злоякісні пухлини.

При вивченні дії на організм людини іонізуючого випромінювання були виявлені такі особливості:

- висока руйнівна ефективність  поглинутої енергії іонізуючого  випромінювання, навіть дуже мала  його кількість може спричинити  глибокі біологічні зміни в  організмі;

- присутність прихованого періоду  негативних змін в організмі,  він може бути досить довгим  при опроміненнях у малих дозах;