Открытое ионизирующее излучение

Ионизирующее излучение и обеспечение радиационной безопасности

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

  • Реферат

    От 250 руб

  • Контрольная работа

    От 250 руб

  • Курсовая работа

    От 700 руб

Ионизирующее излучение — это явление, связанное с радиоактивностью. Радиоактивность — самопроизвольное превращение ядер атомов одних элементов в другие, сопро­вождающееся испусканием ионизирующих излучений.

В зависимости от периода полураспада различают короткоживущие изотопы, период полураспада которых ис­числяется долями секунды, минуты, часами, сутками, и долгоживущие изотопы, период полураспада которых от несколь­ких месяцев до миллиардов лет.

При взаимодействии ионизирующих излучений с веще­ством происходит ионизация атомов среды. Обладая относи­тельно большой массой и зарядом, -частицы имеют незна­чительную ионизирующую способность: длина их пробега в воздухе составляет 2,5 см, в биологической ткани — 31 мкм, в алюминии — 16 мкм. Вместе с тем для -частиц характерна высокая удельная плотность ионизации биологической ткани. Для -частиц длина пробега в воздухе составляет 17,8 м, в воде — 2,6 см, а в алюминии — 9,8 мм. Удельная плотность ионизации, создаваемая -частицами, примерно в 1000 раз меньше, чем для -частиц той же энергии. Рентгеновское и -излучения обладают высокой проникающей способностью, и длина пробега их в воздухе достигает сотен метров.

Степень, глубина и форма лучевых поражений, развива­ющихся среди биологических объектов при воздействии на них ионизирующего излучения, в первую очередь зависят от величины поглощенной энергии излучения. Для характерис­тики этого показателя используется понятие поглощенной дозы, т. е. энергии излучения, поглощенной в единице массы облучаемого вещества.

Для характеристики дозы по эффекту ионизации, вызы­ваемому в воздухе, используется так называемая экспозици­онная доза рентгеновского и -излучений, выраженная сум­марным электрическим зарядом ионов одного знака, образо­ванных в единице объема воздуха в условиях электронного равновесия.

Поглощенная и экспозиционная дозы излучений, отне­сенные к единице времени, носят название мощности погло­щенной и экспозиционной доз.

Для оценки биологического действия ионизирующего из­лучения наряду с поглощенной дозой используют также по­нятие биологической эквивалентной дозы.

Ионизирующее излучение — уникальное явление окру­жающей среды, последствия от воздействия которого на орга­низм на первый взгляд совершенно неэквивалентны величи­не поглощенной энергии. В настоящее время распространена гипотеза о возможности существования цепных реакций, уси­ливающих первичное действие ионизирующих излучений.

Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются иони­зированные и возбужденные атомы и молекулы, являются первым этапом развития лучевого поражения. Ионизирован­ные и возбужденные атомы и молекулы в течение 10-6 с взаимодействуют между собой, давая начало химически ак­тивным центрам (свободные радикалы, ионы, ионы-радика­лы и др.).

Затем происходят реакции химически активных веществ с различными биологическими структурами, при которых от­мечается как деструкция, так и образование новых, несвой­ственных для облучаемого организма соединений.

На следующих этапах развития лучевого поражения про­являются нарушения обмена веществ в биологических систе­мах с изменением соответствующих функций. Однако следует подчеркнуть, что конечный эффект об­лучения является результатом не только первичного облу­чения клеток, но и последующих процессов восстановления. Такое восстановление, как предполагается, связано с фер­ментативными реакциями и обусловлено энергетическим об­меном. Считается, что в основе этого явления лежит дея­тельность систем, которые в обычных условиях регулируют естественный мутационный процесс.

Если принять в качестве критерия чувствительности к ионизирующему излучению морфологические изменения, то клетки и ткани организма человека по степени возраста­ния чувствительности можно расположить в следующем по­рядке: нервная ткань; хрящевая и костная ткань; мышечная ткань; соединительная ткань; щитовидная железа; пищеварительные железы; легкие; кожа; слизистые оболочки; половые железы; лимфоидная ткань, костный мозг.

Эффект воздействия источников ионизирующих излуче­ний на организм зависит от ряда причин, главными из кото­рых принято считать уровень поглощенных доз, время облу­чения и мощность дозы, объем тканей и органов, вид излуче­ния.

Уровень поглощенных доз — один из главных факторов, определяющих возможность реакции организма на лучевое воздействие. Однократное облучение собаки -излучением в дозе 4-5 Гр1 (400-500 рад) вызывает у нее острую лучевую болезнь; однократное же облучение дозой 0,5 Гр (50 рад) приводит лишь к временному снижению числа лимфоцитов и нейтрофилов в крови.

Фактор времени в прогнозе возможных последствий об­лучения занимает важное место в связи с развивающимися после лучевого повреждения в тканях и органах процессами восстановления.

Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно раз­делены на две группы. К первой относятся острые пораже­ния, ко второй — отдаленные последствия, которые, в свою очередь, подразделяются на соматические и генетические эффекты.

Острые поражения. В случае одномоментного тотально­го облучения человека значительной дозой или распределе­ния ее на короткий срок эффект от облучения наблюдается уже в первые сутки, а степень поражения зависит от вели­чины поглощенной дозы.

При облучении человека дозой менее 100 бэр, как прави­ло, отмечаются лишь легкие реакции организма, проявляю­щиеся в изменении формулы крови, некоторых вегетативных функций.

При дозах облучения более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь, тяжесть течения которой зависит от дозы облучения. Первая степень лучевой болезни (легкая) возника­ет при дозах 100-200 бэр, вторая (средней тяжести) — при дозах 200-300 бэр, третья (тяжелая) — при дозах 300-500 бэр и четвертая (крайне тяжелая) — при дозах более 500 бэр.

Дозы однократного облучения 500-600 бэр при отсутствии медицинской помощи считаются абсолютно смертельными.

Другая форма острого лучевого поражения проявляется в виде лучевых ожогов. В зависимости от поглощенной дозы ионизирующей радиации имеют место реакции I степени (при дозе до 500 бэр), II (до 800 бэр), III (до 1200 бэр) и IV степе­ни (при дозе выше 1200 бэр), проявляющиеся в разных фор- мах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и образования длительно незаживающих трофических язв (IV степень лучевого поражения).

При длительном повторяющемся внешнем или внутрен­нем облучении человека в малых, но превышающих допус­тимые величины дозах возможно развитие хронической лу­чевой болезни.

Отдаленные последствия. К отдаленным последствиям соматического характера относятся разнообразные биоло­гические эффекты, среди которых наиболее существенными являются лейкемия, злокачественные новообразования, ка­таракта хрусталика глаз и сокращение продолжительности жизни.

Лейкемия — относительно редкое заболевание. Большин­ство радиобиологов считают, что вероятность возникновения лейкемии составляет 1-2 случая в год на 1 млн населения при облучении всей популяции дозой 1 бэр.

Злокачественные новообразования. Первые случаи раз­вития злокачественных новообразований от воздействия иони­зирующей радиации описаны еще в начале XX столетия. Это были случаи рака кожи кистей рук у работников рентгено­вских кабинетов.

Сведения о возможности развития злокачественных но­вообразований у человека пока носят описательный харак­тер, несмотря на то что в ряде экспериментальных исследо­ваний на животных были получены некоторые количествен­ные характеристики. Поэтому точно указать минимальные дозы, которые обладают бластомогенным эффектом, не представляется возможным.

Развитие катаракты наблюдалось у лиц, переживших атомные бомбардировки в Хиросиме и Нагасаки; у физиков, работавших на циклотронах; у больных, глаза которых под­вергались облучению с лечебной целью. Одномоментная катарактогенная доза ионизирующей радиации, по мнению боль­шинства исследователей, составляет около 200 бэр. Скрытый период до появления первых признаков развития поражения обычно составляет от 2 до 7 лет.

Сокращение продолжительности жизни в результате воздействия ионизирующей радиации на организм обнаруже­но в экспериментах на животных (предполагают, что это явление обусловлено ускорением процессов старения и уве­личением восприимчивости к инфекциям). Продолжительность жизни животных, облученных дозами, близкими к леталь­ным, сокращается на 25-50% по сравнению с контрольной группой. При меньших дозах срок жизни животных уменьша­ется на 2–4% на каждые 100 бэр.

Достоверных данных о сокращении сроков жизни чело­века при длительном хроническом облучении малыми дозами до настоящего времени не получено.

По мнению большинства радиобиологов, сокращение про­должительности жизни человека при тотальном облучении находится в пределах 1-15 дней на 1 бэр.

С 1 января 2000 г. облучения людей в РФ регламентируют Нормы радиационной безопасности (НРБ)-96, Гигиенические нормативы (ГН) 2.6.1.054-96.

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливают для следующих категорий облучаемых лиц: персонал — лица, работающие с техногенными источ­никами (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б); население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для указанных категорий облучаемых предусматриваются три класса нормативов: основные дозовые пределы (предельно допустимая доза -для категории А, предел дозы — для категории Б); допустимые уровни (допустимая мощность дозы, допу­стимая плотность потока, допустимое содержание радионук­лидов в критическом органе и др.); контрольные уровни (дозы и уровни), устанавливае­мые администрацией учреждения по согласованию с Госса­нэпиднадзором на уровне ниже допустимого.

Основные дозовые пределы установлены для трех групп критических органов.

Критический орган — орган, ткань, часть тела или все тело, облучение которых причиняет наибольший ущерб здо­ровью данного лица или его потомству. В основу деления на группы критических органов положен закон радиочувствитель­ности Бергонье-Трибондо, по которому самые чувствитель­ные к ионизирующему излучению — это наименее диффе­ренцированные ткани, характеризующиеся интенсивным раз­множением клеток.

К первой группе критических органов относятся гонады, красный костный мозг и все тело, если тело облучается рав­номерным излучением. Ко второй группе — все внутренние органы, эндокринные железы (за исключением гонад), не­рвная и мышечная ткань и другие органы, не относящиеся к первой и третьей группам.

К третьей группе — кожа, кости, предплечья и кисти, лодыжки и стопы.

Основные дозовые пределы облучения лиц из персонала и населения установлены без учета доз от природных и меди­цинских источников ионизирующего излучения, а также доз в результате радиационных аварий. Регламентация указан­ных видов облучения осуществляется специальными ограни­чениями и условиями.

Помимо дозовых пределов облучения НРБ-96 устанавлива­ют допустимые уровни мощности дозы при внешнем облучении всего тела от техногенных источников, а также допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения рабочих поверхно­стей, кожи, спецодежды и средств индивидуальной защиты.

Соблюдение установленных норм облучения и обеспече­ние радиационной безопасности персонала предопределяют­ся комплексом многообразных защитных мероприятий, зави­сящих от конкретных условий работы с источниками ионизи­рующих излучений, и в первую очередь от типа (закрытого или открытого) источника излучения.

Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить ради­ационную безопасность при применении закрытых источни­ков, основаны на знании законов распространения ионизиру­ющих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие: доза внешнего облучения пропорциональна интенсив­ности излучения и времени воздействия; интенсивность излучений от точечного источника про­порциональна количеству квантов или частиц, возникающих в нем за единицу времени, и обратно пропорциональна квад­рату расстояния; интенсивность излучения может быть уменьшена с по­мощью экранов.

Из этих закономерностей вытекают основные принципы обеспечения радиационной безопасности: уменьшение мощности источников до минимальных ве­личин («защита количеством»); сокращение времени работы с источниками («защита временем»); увеличение расстояния от источников до работающих («защита расстоянием»); экранирование источников излучения материалами, по­глощающими ионизирующие излучения («защита экранами»).

Гигиенические требования по защите персонала от внут­реннего переобучения при использовании открытых источни­ков ионизирующего излучения определяются сложностью выполняемых операций при проведении работ. Вместе с тем главные принципы защиты остаются неизменными. К ним относятся: использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом виде; герметизация производственного оборудования для изо­ляции процессов, которые могут быть источниками поступ­ления радиоактивных веществ во внешнюю среду; мероприятия планировочного характера; применение санитарно-технических устройств и обору­дования, использование защитных материалов; использование средств индивидуальной защиты и са­нитарная обработка персонала; выполнение правил личной гигиены.

Источник

Рейтинг
Ufactor
Добавить комментарий