Ионизирующее излучение

Содержание:

I. Введение…………………………………………………………….………..3  II. 1. Понятие радиоактивности. Типы излучения……………………………4 II. 2. Влияние на организм человека электромагнитных полей и излучений (неионизирующих)…………………………………………………………….….5 II. 3. Ионизирующие излучения……………………………………………….7  II. 3.1.Доза: понятие, виды, единицы измерения …………………………….. 7 II. 4. Воздействие радиации на организм человека…………………9              II.5.Меры защиты и действия населения при угрозе радиационной аварии…………………………………………………………….………………14 II.5.2.Разработка информационных материалов для населения……….16 II.5.3.Медицинская помощь при радиационном поражении…………..17 
III.Заключение …………………...………………………………………………18                         IV. Литература……………………………………………………………….…..19 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение.

     Постоянная  нехватка энергии заставляла человека искать и находить новые источники, внедрять их не заботясь о будущем. В порыве за открытиями в конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Склодовской-Кюри. Именно это открытие положило начало бурному развитию новых направлений в химии и физике, которые, в свою очередь, стали фундаментом для создания атомно-промышленного комплекса. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу.

     Первые  предприятия атомной промышленности были направлены на создание атомной  бомбы, что и было впервые сделано  в США. В боевых целях ядерное  оружие было применено 6 и 9 августа 1945 года, когда американцами были взорваны две атомные бомбы над японскими  городами Хиросима и Нагасаки. Первым предприятием атомной промышленности, созданным в СССР, стало производственное объединение “Маяк”, предназначенное  для получения делящихся ядерных  материалов.   Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.   Проблема радиационного загрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.    Для этого создаются специальные международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР).  Был введен запрет на испытания и распространение ядерного оружия, а также подписано несколько договоров о сокращении ядерного вооружения. 29 июля 1957 года была учреждена МАГАТЭ – автономная межправительственная организация по вопросам мирного использования ядерной энергии. Целью ее создания стал контроль за деятельностью стран с развитой атомной промышленностью в соответствии с целями и принципами ООН, направленными на укрепление мира и поощрение международного сотрудничества.

     II. 1. Понятие радиоактивности. Типы излучения

     Радиоактивностью  называют самопроизвольное превращение  неустойчивой разновидности одного химического элемента в неустойчивую разновидность другого элемента, которое сопровождается испусканием  элементарных частиц или ядер (ионизирующим излучением). Такие превращения ядер называют радиоактивными превращениями, а сами ядра, атомы и элементы - радиоактивными.      Радиоактивные элементы могут давать три вида излучения: альфа-, бета- и гамма-излучения, которые могут привести к тяжелым заболеваниям, генетическим нарушениям и гибели человека. Ионизирующее излучение и возникающее вместе с ним возбуждение атомов и молекул являются пусковым механизмом процессов, приводящих к процессу лучевого поражения биологических структур - клеток, тканей, органов, систем и всего организма.            Как повлияет радиация на организм человека, зависит от вида, дозы, времени и частоты облучения. Так, тяжелые облучения, которые приводят к гибели, могут возникнуть как при однократном массивном облучении, так и при постоянном соприкосновении со слаборадиоактивными предметами у себя дома (например, с обработанными радиацией драгоценными камнями).  Источниками радиации являются различные ядерно-технические установки (например, ядерные реакторы, рентгеновское оборудование) и радиоактивные вещества. Их воздействие на организм человека может долгое время никак не проявляться. Поглощенная доза излучения определяет воздействие различных видов радиоактивного излучения на живой организм, она измеряется в радах. Для того, чтобы сопоставить возможное воздействие разных излучений на организм, введено понятие эквивалентной дозы излучения, единицей которой является один бэр, который является биологическим эквивалентом рентгена (рентген - это единица измерения радиационного излучения).           В естественных условиях организм человека подвергается постоянному воздействию космических лучей и излучению естественных радиоактивных элементов, присутствующих в воде, почве и тканях самого организма. Уровни природного излучения соответствуют 100 мбэр в год, но в отдельных районах доходят до 1000 мбэр в год. Введено также понятие о предельно допустимой дозе (ПДД) излучения на все тело - она равна 5 бэрам в год.   Большинство бытовых дозиметров измеряют ионизацию за определенное время, в микрорентгенах в час. По результатам таких измерений мы можем судить о поглощенной энергии в биологической ткани В норме показатель в помещении не должен превышать 20 микрорентген в час.  

     II. 2. Влияние на организм человека электромагнитных полей и излучений (неионизирующих)

     Электромагнитное  поле (ЭМП) радиочастот характеризуется  способностью нагревать материалы, распространяться в пространстве и  отражаться от границы раздела двух сред, взаимодействовать с веществом. При оценке условий труда учитываются  время воздействия ЭМП и характер облучения работающих.      Электромагнитные волны лишь частично поглощаются тканями биологического объекта, поэтому биологический эффект зависит от физических параметров ЭМП радиочастот: длины волны (частоты колебаний), интенсивности и режима излучения (непрерывный, прерывистый, импульсно-модулированный), продолжительности и характера облучения организма (постоянное, интермиттирующее), а также от площади облучаемой поверхности и анатомического строения органа или ткани. Степень поглощения энергии тканями зависит от их способности к ее отражению на границах раздела, определяемой содержанием воды в тканях и другими их особенностями. При воздействии ЭМП на биологический объект происходит преобразование электромагнитной энергии внешнего поля в тепловую, что сопровождается повышением температуры тела или локальным избирательным нагревом тканей, органов, клеток, особенно с плохой терморегуляцией (хрусталик, стекловидное тело, семенники и др.). Тепловой эффект зависит от интенсивности облучения.   Действие ЭМП радиочастот на центральную нервную систему при плотности потока энергии (ППЭ) более 1 мВт/см2 свидетельствует о ее высокой чувствительности к электромагнитным излучениям.    Изменения в крови наблюдаются, как правило, при ППЭ выше 10 мВт/см2. При меньших уровнях воздействия наблюдаются фазовые изменения количества лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина (чаще лейкоцитоз, повышение эритроцитов и гемоглобина). При длительном воздействии ЭМП происходит физиологическая адаптация, или ослабление иммунологических реакций.        Поражение глаз в виде помутнения хрусталика — катаракты — является одним из наиболее характерных специфических последствий воздействия ЭМП в условиях производства. Помимо этого следует иметь в виду и возможность неблагоприятного воздействия ЭМП-облучения на сетчатку и другие анатомические образования зрительного анализатора.  Клинико-эпидемиологические исследования людей, подвергавшихся производственному воздействию СВЧ-облучения при интенсивности ниже 10 мВт/см2, показали отсутствие каких-либо проявлений катаракты. Воздействие ЭМП с уровнями, превышающими допустимые, может приводить к изменениям функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, нарушению обменных процессов и др. При воздействии значительных интенсивностей СВЧ могут возникать более или менее выраженные помутнения хрусталика глаза. Нередко отмечаются изменения в составе периферической крови. Начальные изменения в организме обратимы. При хроническом воздействии ЭМП изменения в организме могут прогрессировать и приводить к патологии.  Интенсивность электромагнитных полей радиочастот на рабочих местах персонала, проводящего работы с источниками ЭМП, и требования к проведению контроля регламентируют специальные ГОСТы.   ЭМП радиочастот в диапазоне частот 60 кГц — 300 МГц оценивается напряженностью электрической и магнитной составляющих поля; в диапазоне частот 300 МГц — 300 ГГц — поверхностной плотностью потока энергии (ППЭ) излучения и создаваемой им энергетической нагрузкой (ЭН).  Максимальное значение ППЭпду не должно превышать 10 Вт/м2 (1000 мкВт/см2).           Средства и методы защиты от ЭМП подразделяются на три группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.  Организационные мероприятия предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения.           Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места используют различные типы экранов: отражающие и поглощающие.         В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуются специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.             Лечебно-профилактические мероприятия должны быть направлены прежде всего на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Для этой цели предусмотрены предварительные и периодические медицинские осмотры лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ, — 1 раз в 12 месяцев, УВЧ и ВЧ-диапазона — 1 раз в 24 месяца. 
 
 
 
 
 

     II. 3. Ионизирующие излучения

     Ионизирующее излучение – поток заряженных или нейтральных частиц и квантов электромагнитного излучения, прохождение которых через вещество приводит к ионизации и возбуждению атомов или молекул среды.   Все ионизирующие излучения по своей природе делятся на фотонные и корпускулярные. К фотонному ионизирующему излучению относятся гамма-излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных ядер или аннигиляции частиц, тормозное излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц, характеристическое излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома и рентгеновское излучение, состоящее из тормозного и/или характеристического излучений. К корпускулярному ионизирующему излучению относят альфа-излучение, электронное, протонное, нейтронное и мезонное излучения. Корпускулярное излучение, состоящее из потока заряженных частиц (альфа-, бета-частиц, протонов, электронов), кинетическая энергия которых достаточна для ионизации атомов при столкновении, относится к классу непосредственно ионизирующего излучения. Нейтроны и другие элементарные частицы непосредственно не производят ионизацию, но в процессе взаимодействия со средой высвобождают заряженные частицы (электроны, протоны), способные ионизировать атомы и молекулы среды, через которую проходят. Соответственно, корпускулярное излучение, состоящее из потока незаряженных частиц, называют косвенно ионизирующим излучением. Источником ионизирующего излучения называют объект, содержащий радиоактивный материал, или техническое устройство, испускающее или способное (при определенных условиях) испускать ионизирующее излучение.  

II. 3.1. Доза: понятие, виды, единицы измерения

     Влияние ионизирующего излучения на вещество характеризуется поглощенной дозой  – количеством энергии, переданным единице массы вещества. В системе  СИ единицей поглощенной дозы служит грей (Гр) – доза, при которой 1кг вещества передается энергия 1Дж. Иногда используют внесистемную единицу –  рад: 1рад=100эрг/г=10^-2Гр. Поглощенная доза ионизирующего излучения является основной физической величиной, определяющей степень радиационного воздействия, т.е. мерой ожидаемых последствий облучения объектов живой и неживой природы. Поглощенная доза характеризует не само излучение, а его воздействие на среду.  Однако, для изучения влияния радиации на живые организмы этих единиц недостаточно, поскольку такое влияние зависит не только от плотности поглощенной энергии, но и от ее распределения в пространстве, точнее – от энергии, переданной частицами на единице длины их пробега. Для альфа-частиц, например, она в 20 раз выше, чем для гамма-квантов, и поэтому, при одинаковой поглощенной дозе облучение этими частицами примерно в 20 раз опаснее гамма-облучения. Чтобы учесть это, вводится понятие эквивалентной дозы, равной произведению поглощенной дозы на коэффициент качества k, который характеризует действие данного вида радиации на живые организмы. Коэффициент качества показывает, во сколько раз ожидаемый биологический эффект больше, чем для излучения с ЛПЭ=3,5кэВ на 1мкм пути в воде. (ЛПЭ (линейная передача энергии) вдоль пути пробега ионизирующей частицы характеризует потерю энергии заряженных частиц на единицу пути вследствие ионизации и возбуждения.) Единица эквивалентной дозы в системе СИ – зиверт (Зв). Внесистемная единица: бэр – биологический эквивалент рентгена; 1Зв=100бэр. 

     Характерные значения дозы облучения:

• 1,0мбэр – одна тысячная доля бэр;
• 2,5бэр – доза космического облучения пассажира гражданского самолета, которую он получает за время перелета в одну сторону от Москвы до Новосибирска;
• 10мбэр – одно медицинское обследование грудной клетки с использованием современного флюорографического оборудования;
• 10—40мбэр – средняя доза, полученная среднестатистическим жителем, проживающем в зоне влияния ПО “Маяк” от всех факторов внешнего и внутреннего техногенного облучения за 1995 год.
• 30мбэр – среднегодовая доза облучения, обусловленная космическим излучением на равнинной части территории России;
• 60-80мбэр – среднегодовая доза облучения, обусловленная космическим излучением для людей, живущих в горной местности;
• 80мбэр – средняя годовая доза для граждан США от искусственных источников радиоактивного излучения;
• 160мбэр – средняя годовая доза, получаемая экипажами гражданских самолетов от космического излучения;
• 300мбэр – средняя годовая доза населения от всех источников естественного радиоактивного облучения;
• 500мбэр – предельно допустимая годовая доза облучения для ограниченной части населения;
• 5000мбэр – предельно допустимая годовая доза облучения для персонала работников атомной промышленности.

II. 4. Воздействие радиации на организм человека

   Радиация  по самой своей природе вредна для жизни. Любой житель планеты  Земля получает различные дозы радиоактивного излучения от естественных источников (космические лучи, месторождения  радиоактивных элементов) и искусственных (промышленных) источников.    При долгом облучении или больших дозах радиация может разрушать клетки, повреждать ткани органов, быть причиной злокачественных новообразований (рак, саркома), а также скорой гибели организма. Радиоактивное излучение называют ионизирующим излучением, а радиоактивные частицы - ионизирующими частицами.     Радиоактивные частицы, обладая огромной энергией, огромными скоростями, при прохождении через любое вещество сталкиваются с атомами и молекулами этого вещества и приводят к их разрушению, ионизации, к образованию "горячих" (высокоэнергетичных) и исключительно реакционноспособных частиц - осколков молекул: ионов и свободных радикалов.           То же самое происходит и в тканях биологических объектов. Так как биологические ткани человека на 70% состоят из воды, то в большой степени ионизации подвергаются именно молекулы воды. Из осколков молекул воды - из ионов и свободных радикалов - образуются исключительно вредные для организма и реакционноспособных перекисные соединения, которые запускают целую цепь последовательных биохимических реакций и постепенно приводят к разрушению клеточных мембран (стенок клеток и других структур). Он проявляется в виде самых различных, в том числе, казалось бы, совершенно не связанных с радиационным воздействием, заболеваниях, в увеличении количества и тяжести течения заболеваний, в осложнениях, а также в ослаблении памяти, интеллектуальных способностей и т. п. Ослабление иммунитета провоцирует возникновение любых заболеваний, в том числе и раковых. Особо следует отметить, что все видимые физические отклонения от нормы, все заболевания сопровождаются ослаблением умственных способностей, памяти, интеллекта. 
В целом, воздействие радиации на биологические объекты и, в первую очередь, на организм человека вызывает три различных отрицательных эффекта.