Реферат на тему: "Радіаційна безпека"

Вступ

Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання постали майже одночасно звідкриттям рентгенівського випромінювання і радіо-активного розпаду. Це зумовлено такими факторами: по-перше, надзвичайно швидким розвитком застосування відкритих випромінювань в науці та на практиці, і, по-друге, виявленням негативного впливу випромінювання на організм.

Заходи радіаційної безпеки використовуються на підприємствах і, як правило, потребують проведення цілого комплексу різноманітних захисних заходів, що залежать від конкретних умов роботи з джерела­ми іонізуючих випромінювань і, передусім, від типу джерела випромі­нювання.Забезпечення радіаційної безпеки

1. Закритими називаються будь-які джерела іонізуючого випромі­нювання, устрій яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їхньої експлуатації і зносу.

Це — гамма-установки різноманітного призначення; нейтронні, бета- і гамма-випромінювачі; рентгенівські апарати і прискорювачі зарядженю часток. При роботі з закритими джерелами іонізуючого випромінювання персонал може зазнавати тільки зовнішнього опромінення.

Захисні заходи, що дозволяють забезпечити умови радіаційної безпе­ки при застосуванні закритих джерел, основані на знанні законів поши­рення іонізуючих випромінювань і характеру їхньої взаємодії з речовиною. Головні з них такі:

  • доза зовнішнього опромінення пропорційна інтенсивності випроміню­вання і часу впливу;
  •    інтенсивність випромінювання від точкового джерела пропорційне кількості квантів або часток, що виникають у ньому за одиницю часу і обернено пропорційна квадрату відстані;
  •    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 людей («захист відстанню»);

4. Екранування джерел випромінювання матеріалами, що поглинають іонізуюче випромінювання («захист екраном»).

Найкращими для захисту від рентгенівського і гамма-випромінюван­ня є 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 екрану значно збільшується.

Для захисту від бета-потоків доцільно застосовувати екрани, які ви­готовлені з матеріалів з малим атомним числом. У цьому випадку вихід гальмівного випромінювання невеликий. Звичайно як екрани для захис­ту від бета-випромінювань використовують органічне скло, пластмасу, алюміній.

Відкритими називаються такі джерела іонізуючого випромінювання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактивних речовин у навколишнє середовище.

При цьому може відбуватися не тільки зовнішнє, але і 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 і забруднені радіоактивними речовинами робочі поверхні, спецодяг і взуття.

Основні принципи захисту:

  • використання принципів захисту, що застосовуються при роботі з джерелами випромінювання у закритому виді;
  • герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіоактивних речовин у зовнішнє середовище;
  • заходи планувального характеру;
  • застосування санітарно-технічних засобів і устаткування, викорис­тання спеціальних захисних матеріалів;
  • використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персонажу;
  • дотримання правил особистої гігієни;
  • очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівельних конст­рукцій, апаратури і засобів індивідуального захисту;
  • використання радіопротекторів (біологічний захист).

Радіоактивне забруднення спецодягу, засобів індивідуального захисту та шкіри персоналу не повинно перевищувати припустимих рівнів, пе­редбачених Нормами радіаційної безпеки НРБУ-97.

Рентгенорадіологічні процедури належать до найбільш ефективних методів діагностики захворювань людини. Це визначає подальше зро­стання застосування рентгено- і радіологічних процедур або вико­ристання їх у ширших масштабах. Проте інтереси безпеки пацієнтів зобов'язують прагнути до максимально можливого зниження рівнів опромінення, оскільки вплив іонізуючого випромінювання в будь-якій дозі поєднаний з додатковим, відмінним від нуля ризиком ви­никнення віддалених стохастичних ефектів. Уданий час з метою зниження індивідуальних і колективних доз опромінення населен­ня за рахунок діагностики широко застосовуються організаційні і технічні заходи:

• як виняток необґрунтовані (тобто без доведень) дослідження;

• зміна структури досліджень на користь тих, що дають менше дозове навантаження;

  • впровадження нової апаратури, оснащеної сучасною електронною технікою посиленого візуального зображення;

• застосування екранів для захисту ділянок тіла, що підлягають дос­лідженню, тощо.

Ці заходи, проте, не вичерпують проблеми забезпечення максималь­ної безпеки пацієнтів і оптимального використання цих діагностичних методів. Система забезпечення радіаційної безпеки пацієнтів може бути повною й ефективною, якщо вона буде доповнена гігієнічними регла­ментами припустимих доз опромінення.

2. Види, фізичний зміст і одиниці вимірювання доз опромінення.

Атом схожий на сонячну систему в мініатюрі: навколо ядра рухаються по орбітах електрони. Розміри ядра в сто тисяч разів менше самого атома.

Деякі нукліди стабільні, тобто під час відсутності зовнішнього впливу ніколи не перетерплюють ніяких перетворень.

Значна кількість нуклідів нестабільні, тобто без якого-небудь зовнішнього впливу вони увесь час перетворюються в інші нукліди. 99 % від загальної кількості урану, який міститься в земній корі, займає уран-238. Нижче наведено схему розпаду урану-238, урану-235 та урану-236.

 

Мал.1 Схема перетворення урану-238

 

З мал.1 видно, що весь ланцюжок перетворення урану-238 закінчується стабільним нуклідом свинцю. Випущення ядром частки, що складає з двох протонів і двох нейтронів – це альфа-випромінювання; випущення електрона – це бета-випромінювання.

Основною характеристикою іонізуючого випромінювання є доза випромінювання.

Доза випромінювання – це кількість енергії іонізуючого випромінювання, поглиненої одиницею маси середовища, що опромінюється. Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози випромінювання. Для визначення поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі прийняте поняття поглиненої дози випромінювання.

Поглинена доза випромінювання визначається як енергія, поглинена одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг).

Величина поглиненої дози випромінювання залежить від властивостей випромінювання і поглинаючого середовища.

Для оцінки біологічного впливу іонізуючого випромінювання використовується еквівалентна доза Dекв. Вона дорівнює добутку поглиненої дози Dпогл на так названий коефіцієнт відносної біологічної   ефективності даного виду випромінювання η.

Dекв = Dпогл· η

Для рентгенівського, гама-, бета-випромінювань η =1; для альфа-випромінюванняη =20; для нейтронів з енергією менше 20 КеВ η =3; для нейтронів з енергією 0,1-10 МеВ η =10.

Одиницею вимірювання еквівалентної дози в системі СІ використовується зіверт (Зв), несистемною одиницею є біологічний еквівалент рада (бер);

1Зв = 100 бер =1 Грη ·

Для характеристики джерела випромінювання по ефекту іонізації застосовується так названа експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання, перетворену в кінетичну енергію заряджених часток в одиниці маси атмосферного повітря.

За одиницю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань приймається кулон на кілограм – 1 Кл/кг. Кулон на кілограм – експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань, при якій сполучена з цим випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого повітря при нормальних умовах (при t0 = 0°C і тиску 760 мм рт. ст.) робить у повітрі іони, що несуть заряд в один кулон електрики кожного знаку.

Несистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань є рентген.

Рентген – це доза гамма-випромінювання, під дією якої в 1см3 сухого повітря при нормальних умовах (t =°C і тиску 760 мм рт. ст.) створюються іони, що в одиниці об’єму несуть одну електростатичну одиницю електрики одного знака. Дозі в 1Р відповідає утворенню 2,08·109 пар іонів у 1см3 повітря.

Одиниця рентген може бути використана до значення 3 Мев енергії рентгенівського і гамма-випромінювань. Випромінювання може вимірятися в рентгенах - Р, мілірентгенах - мР чи мікрорентгенах - мкР (1 Р = 103 мР = 106 мкР).

Отже, для одержання експозиційної дози в один рентген потрібно, щоб енергія, витрачена на іонізацію в одному кубічному сантиметрі повітря (чи грамі), відповідно дорівнювала

1 Р = 2,58·10- 4 Кл/кг або 1 P = 3,86·10-3 Дж/кг

Джерела іонізуючих випромінювань характеризуються активністю, що визначається кількістю ядерних розпадів dN за проміжок часу dt:

У системі СІ одиницею вимірювання активності є беккерель (Бк).

1 Бк – це один розпад за секунду. Несистемною одиницею є кюрі (Ки).

1 Ки = 3,7·1010 Бк.

Поглинена доза випромінювання й експозиційна доза рентгенівського і гамма-випромінювань, поділені на одиниці часу, називаються відповідно потужністю поглиненої дози випромінювання і потужністю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань (Рпогл і Рексп).

За одиницю потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози прийнятий відповідно ват на кілограм (Вт/кг) і ампер на кілограм (А/кг).

Несистемними одиницями потужності поглиненої дози випромінювання і потужності експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань відповідно є рад в секунду і рентген в секунду (рад/сек и р/сек).

   Ступінь забруднення навколишнього середовища радіоактивними речовинами характеризується густиною забруднення, що виміряється кількістю радіоактивних розпадів атомів в одиницю часу на одиницю поверхні, або в одиниці маси, або в об’ємі (Ки/кг, Бк/кг, Ки/л, Бк/л, Ки/км2, Бк/км2).

Співвідношення між одиницями СІ і несистемними одиницями активності і характеристик поля випромінювання:

 

Таблиця 1

   Величина та її символ

Назва та позначення одиниць

 

Зв’язок між одиницями

Одиниця СІ

   Несистемна одиниця

Активність (А)

Б   еккерель (Бк), дорівнює одному розпаду

в секунду (розпад/с)

 

Кюрі (Ки)

1 Ки = 3.700·1010 Бк;

1 Бк = 1 розпад/с;

     1 Бк = 1 розпад/с = 2.703·10-11 Ки

Поглинена доза (Dпогл)

Грей (Гр), дорівнює

одному джоулю

на кілограм (Дж/кг)

Рад (рад)

1 рад = 1·10-2 Дж/кг=

=1 ·10-2 Гр;

1 Гр = 1 Дж/кг;

1 Гр = 1 Дж/кг=100рад.

Еквівалентна доза (Dекв)

Зіверт (Зв), дорівнює

одному грею на

коефіцієнт якості η

1 Зв = 1 Гр η

Бер (бер)

1 бер = 1 рад/ η = 1·10-2 Дж/кг/ η

= 1·10-2 Гр η = 1·10-2 Зв;

1 Зв=1Гр η =1Дж/кг/ η =100 рад η

=100 бер.

Потужність

     еквівалентної дози (Р)

Зіверт

в секунду (Зв/с)

   Бер в секунду (бер/с)

1 бер/с = 1·10-2 Зв/с;

1 Зв/с = 100 бер/с

Експозиційна

доза (Dексп)

Кулон

на кілограм (Кл/кг)

Рентген (Р)

1 Р = 2,58·10-4 Кл/кг;

1Кл/кг=3,88·103Р

Потужність

експозиційної

дози (Рексп)

Кулон

   на кілограм в секунду (Кл/кг·с)

   Рентген в секунду (Р/с)

1 Р/с = 2,58·10-4 Кл/кг·с;

1Кл/кг·с=3,88·103Р/с

 
3. Вплив радіації на живий організм.

У результаті впливу іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах можуть відбуватися складні фізичні, хімічні і біологічні процеси.

Дію іонізуючого випромінювання на біологічні об'єкти можна розділити на кілька етапів, що відбуваються на різних рівнях. Початковий розвивається на атомарному рівні - іонізація і збудження. Час протікання цього процесу складає 10-16-10-14 с. Надалі в результаті прямої чи непрямої дії спостерігаються зміни в молекулярній структурі біологічного об'єкта, що опромінюється. Тривалість цього процесу складає 10-10-10-6 с. На цьому закінчується фізико-хімічний етап радіаційного впливу на живий організм і починається біологічний.

Первинним фізичним актом взаємодії іонізуючого випромінювання з біологічним об'єктом є іонізація. Саме через іонізацію відбувається передача енергії об'єкту.

Відомо, що дві третини загального складу тканини людини складають вода і вуглець. У результаті іонізації молекули води утворюють вільні радикали Н+ і ОН за наступною схемою:

H2O+ → H+ + OH

У присутності кисню утвориться також вільний радикал гідроперекису (H2O) і перекис водню (H2O2), що є сильними окислювачами.

Вільні радикали й окислювачі, що утворюються в процесі радіолізу води, володіють високою хімічною активністю і вступають у хімічні реакції з молекулами білків, ферментів і інших структурних елементів біологічної тканини, що приводить до зміни біологічних процесів в організмі. У результаті порушуються обмінні процеси, придушується активність ферментних систем, сповільнюється і припиняється ріст тканин, виникають нові хімічні сполуки, не властиві організму – токсини. Це приводить до порушень життєдіяльності окремих функцій чи систем організму в цілому. У залежності від величини поглиненої дози й індивідуальних особливостей організму, викликані зміни можуть бути оборотними чи необоротними.

Деякі радіоактивні речовини накопичуються в окремих внутрішніх органах. Наприклад, джерела альфа-випромінювання (радій, уран, плутоній), бета-випромінювання (стронцій і ітрій) і гамма-випромінювання (цирконій) відкладаються в кісткових тканинах. Усі ці речовини важко виводяться з організму.

При вивченні дії випромінювання на організм були визначені наступні особливості:

  • висока ефективність поглиненої енергії. Малі кількості поглиненої енергії випромінювання можуть викликати глибокі біологічні зміни в організмі;
  • наявність схованого прояву дії іонізуючого випромінювання. Цей період часто називають періодом уявного благополуччя. Тривалість його скорочується при опроміненні великими дозами;
  • дія від малих доз може сумуватись чи накопичуватися. Цей ефект називається кумуляцією;
  • випромінювання впливає не тільки на даний живий організм, але і на його потомство. Це так називаний генетичний ефект;
  • різні органи живого організму мають свою чутливість до опромінення;
  • не кожен організм у цілому однаково реагує на опромінення;
  • опромінення залежить від частоти. Одноразове опромінення у великій дозі викликає більш глибокі наслідки, ніж порціонні.

Дія іонізуючого випромінювання на організм не відчутна людиною. Тому це небезпечно. Дозиметричні прилади є як би додатковим органом почуттів, призначеним для сприйняття іонізуючого випромінювання.

У результаті впливу іонізуючого випромінювання порушується нормальний плин біохімічних процесів і обмін в організмі.

Різні ферментні системи реагують на опромінення неоднозначно. Активність одних ферментів після опромінення зростає, інших - знижується, третіх - залишається незмінною.

Поглинена доза випромінювання, що викликає поразку окремих частин тіла, а потім смерть, перевищує смертельну поглинену дозу опромінення всього тіла. Смертельні поглинені дози для всього тіла наступні: голова - 2000 рад, нижня частина живота - 5000 рад, грудна клітка - 10 000 рад.

Ступінь чутливості різних тканин до опромінення неоднакова. Якщо розглядати тканини органів у порядку зменшення їхньої чутливості до дії опромінювання, то одержимо наступну послідовність: лімфатична тканина, лімфатичні вузли, селезінка, кістковий мозок, зародкові клітки. Велика чутливість кровотворних органів до радіації лежить в основі визначення характеру променевої хвороби. При однократному опроміненні всього тіла людини поглиненою дозою 50 рад через день після опромінення може різко скоротитися число лімфоцитів, зменшиться також і кількість еритроцитів (червоних кров'яних тілець) через два тижні після опромінення.

Важливим фактором при впливі іонізуючого випромінювання на організм є час опромінення. Зі збільшенням потужності дози вражаюча дія випромінювання зростає. Чим більш дробове випромінювання за часом, тим менше його вражаюча дія.

Біологічна ефективність кожного виду іонізуючого випромінювання знаходиться в залежності від питомої іонізації. Так, наприклад, альфа-частинки з енергією 3 Мев утворять 40 000 пар іонів на одному міліметрі шляху, бета-частинки з такою же енергією – до чотирьох пар іонів. Зовнішнє опромінення альфа- і бета-випромінюваннями менш небезпечно, тому що альфа- і бета-частинки мають невелику величину пробігу в тканині і не досягають кровотворних і інших органів.

Ступінь поразки організму залежить від розміру поверхні, що опромінюється. Зі зменшенням поверхні, що опромінюється, зменшується і біологічний ефект. Індивідуальні особливості організму людини виявляються лише при невеликих поглинених дозах.

Чим молодше людина, тим вище його чутливість до опромінення, особливо висока вона в дітей. Доросла людина у віці 25 років і більше найбільш стійка до опромінення.

Є ряд професій, де існує велика імовірність опромінення. При деяких надзвичайних обставинах (наприклад, вибух на АЕС) опроміненню може піддатися населення, що живе на визначених територіях. Деякі відомі речовини, здатні цілком захистити, частково захищають організм від випромінювання. До них відносяться, наприклад, азид і ціанід натрію, речовини утримуючі сульфогідридні групи і т.д. Вони входять до складу радіопротекторів.

Радіопротектори частково запобігають виникнення хімічно активних радикалів, що утворюються під впливом випромінювання. Механізми дії радіопротекторів різні. Одні з них вступають у хімічну реакцію з радіоактивними ізотопами, що попадають в організм, і нейтралізують їх, утворюючи нейтральні речовини, які легко виводяться з організму. Інші мають відмінний механізм. Одні радіопротектори діють протягом короткого проміжку часу, час дії інших більш тривалий. Існує кілька різновидів радіопротекторів: таблетки, порошки і розчини.

При попаданні радіоактивних речовин всередину організму, вражаючу дію роблять в основному альфа-джерела, а потім бета- і гама-джерела, тобто в зворотній зовнішньому опроміненню послідовності. Слід альфа-частинки, що має густину іонізації, руйнує слизову оболонку, що є слабким захистом внутрішніх органів у порівнянні з зовнішнім покривом.

 

 

 

Таблиця 2

Властивості радіоактивного природного випромінювання

Тип випромінювання

Склад випромінювання

Іонізуюча

здатність

Проникаюча здатність

a

         Іони Не++

     Дуже висока

Низька. Захист:

0,1 мм води, лист папера

b

Електрони

         Висока

Висока. Захист:

шар алюмінію до 0,5 мм.

g

Електромагнітне випромінювання

         Низька

Дуже висока. Захист:

   шар свинцю до декількох см.

 

 

Попадання твердих часток у дихальні органи залежить від ступеня дискретності часток. Частки розміром менше 0,1 мкм при вході разом з повітрям попадають у легені, а при видиху видаляються. У легенях залишається тільки невелика частина. Великі частки розміром більше 5 мкм майже усі затримуються носовою порожниною.

Ступінь небезпеки залежить також від швидкості виведення речовини з організму. Якщо радіонукліди, що потрапили усередину організму однотипні з елементами, що споживаються людиною, то вони не затримуються на тривалий час в організмі, а виділяються разом з ними (натрій, хлор, калій і інші).

Інертні радіоактивні гази (аргон, ксенон, криптон і інші) не є вхідними до складу тканини. Тому вони згодом цілком видаляються з організму.

З організму швидко виводяться радіоактивні речовини, що концентруються в м'яких тканинах і внутрішніх органах (цезій, молібден, рутеній, йод, телур). Повільно виводяться – добре фіксовані в кістках (стронцій, плутоній, барій, ітрій, цирконій, ніобій, лантаноїди). Ці елементи, хімічно зв'язані з кістковою тканиною, дуже важко виводяться з організму. З великого числа радіонуклідів найбільшу значимість як джерело опромінення населення представляють стронцій-90 і цезій-137.

Стронцій - 90. Період напіврозпаду цього радіоактивного елемента складає 29 років. При попаданні стронцію всередину його концентрація в крові вже через 15 хв. досягає значної величини, а в цілому цей процес завершується через 5 годин. Стронцій вибірково накопичується в основному в кістках і опроміненню піддаються кісткова тканина, кістковий мозок, кровотворна система. Унаслідок цього розвивається анемія, називана в народі "малокрів'ям". Дослідження показали, що радіоактивний стронцій може знаходитися й у кістах немовлят. Через плаценту він проходить у період всього періоду вагітності, причому в останній місяць перед народженням у кістяку його накопичується стільки ж, скільки акумулювалося за всі попередні вісім місяців. Біологічний період напіввиведення стронцію з кістяка складає понад 30 років. Прискорення виведення з організму стронцію є важкою задачею. Принаймні дотепер не знайдено високоефективних засобів для швидкого виведення цього радіоактивного елемента з організму.

Цезій - 137. Після стронцію-90 цезій-137 є самим небезпечним радіонуклідом для людини. Він добре накопичується рослинами, попадає в харчові продукти і швидко всмоктується в шлунково-кишковому тракті. Цезій-137 - довгоживучий радіонуклід, період його напіврозпаду складає 30 років. До 80% цезію відкладається в м'язовій тканині. Біологічні процеси ефективно впливають на цезій, тому на відміну від стронцію, біологічний період напіввиведення цезію в дорослих людей коливається від 50 до 200 доби, у дітей у віці 6 - 16 років від 46 до 57 доби, у немовлят - 10 доби. Причому близько 10% нукліда швидко виводяться з організму, інша частина - більш повільними темпами. Але в будь-якому випадку щорічний його зміст в організмі практично визначається надходженням нукліда з раціоном у даному році.

Найважливіші біологічні реакції організму людини на вплив іонізуючого випромінювання умовно розділені на дві групи. До першої відносяться гострі поразки, до другої - віддалені наслідки, що у свою чергу розділяються на соматичні (вплив на тіло і кісти) і генетичні ефекти.

Променева хвороба.У випадку однократного опромінення людини значною дозою радіації на короткий термін ефект від опромінення спостерігається вже в першу добу, а ступінь хвороби залежить від величини поглиненої дози.

При опроміненні всього організму людини дозою менше як 1 Зв, як правило, відзначаються лише легкі реакції організму, що виявляються в зрушеннях у формулі крові, зміні деяких вегетативних функцій.

При дозах опромінення більш 1 Зв розвивається гостра променева хвороба, тяжкість проходження якої залежить від дози опромінення. Перший ступінь променевої хвороби (легка) виникає при дозах 1-2 Зв, друга (середньої ваги) – при дозах 2-3 Зв, третя (важка) – при дозах 3-5 Зв і четверта (украй важка) – при дозах більше 5 Зв.

Дози однократного опромінення 5-6 Зв при відсутності медичної допомоги вважаються в 100 % випадків смертельними.

Інша форма гострої променевої хвороби виявляється у виді променевих опіків при опроміненні деякої невеликої ділянки тіла. У залежності від поглиненої дози іонізуючої радіації мають місце реакції 1-й ступеня (при дозі до 5 Зв), 2-й (до 8 Зв), 3-й (до 12 Зв) і 4-й ступінь (при дозі вище 12 Зв), що виявляються в різних формах: від випадання волосся, лущення і легкої пігментації шкіри (при 1-ої ступені опіку) до язвено-некротичних хвороб і утворення довгострокових незагойних трофічних виразок (при IV ступені променевої хвороби). При тривалому повторюваному зовнішнім чи внутрішнім опроміненні людини в малих, але перевищуючих допустимі величини, дозах можливий розвиток хронічної променевої хвороби.

   Віддалені наслідки.До віддалених наслідків соматичного характеру відносяться різноманітні біологічні ефекти, серед яких найбільш істотними є лейкемія, злоякісні утворення, катаракта кристалика ока і скорочення тривалості життя.

     Лейкемія – відносно рідке захворювання. Частота випадків виникнення лейкемії серед людей, які піддавалися впливу іонізуючої радіації, за даними ряду авторів, перевершує рівні, характерні для населення в цілому.

     Більшість радіобіологів вважають, що імовірність виникнення лейкемії складає 1-2 випадків на рік на 1 млн. населення при опроміненні всієї популяції дозою 0,01 Зв.

     Злоякісні утворення. Перші випадки розвитку злоякісних утворень від впливу іонізуючої радіації описані ще на початку XX сторіччя. Це були випадки раку шкіри кистей рук у працівників рентгенівських кабінетів. Надалі була виявлена можливість виникнення остеосарком при змісті 226 Ра в організмі в кількостях, що перевищують 0,5 мкКю. Свідчення про можливість розвитку злоякісних утворень у людини поки ще носять описовий характер, незважаючи на те, що в ряді експериментальних досліджень на тваринах були отримані деякі кількісні характеристики. Тому точно вказати мінімальні дози не можливо.

     Розвиток катаракти спостерігалося в людей, які пережили атомні бомбардування в Хіросімі і Нагасакі, у фізиків, що працювали на циклотронах, у хворих, очі яких піддавалися опроміненню з лікувальною метою. Однократна катарактогенна доза іонізуючої радіації, на думку більшості дослідників, складає близько 2 Зв. Період до появи перших ознак хвороби звичайно складає від 2 до 7 років.

     Скорочення тривалості життя в результаті впливу іонізуючої радіації на організм виявлено в експериментах на тваринах (припускають, що це явище обумовлене прискоренням процесів старіння і збільшенням сприйнятливості до інфекцій). Тривалість життя тварин, опромінених дозами, близькими до летальних, скорочується на 25-50% у порівнянні з контрольною групою. При менших дозах термін життя тварин зменшується на 2-4% на кожен 1 Гр.

     Достовірних даних про скорочення термінів життя людини при тривалому хронічному опроміненні малими дозами дотепер не отримано. На думку більшості радіобіологів, скорочення тривалості життя людини при опроміненні знаходиться в межах 1-15 днів на 0,01 Зв.

     Дози і можливі наслідки опромінення:

  • 4,5 3в - важкий ступінь променевої хвороби (помирає 50% опромінених).
  • 1 3в - нижній рівень розвитку легкого ступеня променевої хвороби.
  • 0,75 Зв - незначна короткочасна зміна складу крові.
  • 0,30 Зв - опромінення під час рентгенографії шлунка (місцеве)
  • 0,10 Зв - припустиме разове опромінення населення.
  • 0,03 Зв - опромінення при рентгенографії зубів.
  • 0,005 Зв - припустиме опромінення населення при нормальних умовах за рік.
  • 0,001 Зв - фонове опромінення за рік.
  • 0,0001 Зв - перегляд одного футбольного матчу.

При впливі іонізуючого опромінення летальна доза для ссавців складає 10 Зв, а енергія, що поглинається при цьому тканинами й органами тварин, могла б підвищити їхню температуру усього на тисячні частки градуса. Ясно, що саме по собі таке підвищення температури не могло б викликати настільки вираженого ефекту поразки; в той же час безпосередньо прямі порушення в хімічних зв'язках молекул у клітинах і тканинах, що виникають слідом за опроміненням, незначні.

Надалі відбуваються реакції хімічно активних речовин з різними біологічними структурами, при яких відзначається як зміна, так і утворення нових, не властивих, для організму з'єднань, що опромінюється.

Наступні етапи розвитку променевої поразки виявляються в порушенні обміну речовин у біологічних системах зі зміною відповідних функцій. У вищих організмів це протікає на фоні нейрогуморальної реакції на розвиток порушення.

Явища, що відбуваються на початкових, фізико-хімічних етапах променевого впливу, прийнято називати первинними, оскільки саме вони визначають весь подальший хід розвитку променевих поразок.

 

 

Таблиця 3

Деякі дози випромінювання

 

Джерело іонізуючого випромінювання

Річна доза

КОСМІЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ

На рівні моря

На кожні 100 м над рівнем моря

 

0,2 мЗв

0,03 мЗв

ВИПРОМІНЮВАННЯ ЗЕМЛІ

У зоні вапняків

У зоні осадових порід

У зоні гранітів

 

0,3 мЗв

0,5 мЗв

1,2 мЗв

ЖИТЛО

З дерева

З цегли

З бетону

 

0,01 мЗв

0,1 мЗв

0,5 мЗв

ЇЖА

Природні радіоізотопи, що містяться

в продуктах (мінерали, м'ясо, овочі, риба і т.п.)

 

0,02 мЗв

ПОЛЬОТИ НА ЛІТАКУ

На кожні 500 км

 

0,04 мЗв

ТЕЛЕВІЗОР І МОНІТОР

При середній тривалості перегляду телевізора 1 година в день

 

0,05 мЗв

 

ВІДПУСТКА

Тиждень відпустки в горах на висоті 2000 м

 

1 мЗв

МЕДИЦИНА

Рентгенографія легень

Рентгенографія зубів

 

1 мЗв

0,2 мЗв

 

 

 

4. Захист від іонізуючого випромінювання

 

Радіоактивність - явище не нове, новизна її лише в тім, як люди намагалися її використовувати. Радіоактивність і супутні їй іонізуючі випромінювання існували на Землі задовго до зародження на ній життя і були присутні в космосі до її виникнення. Радіоактивні матеріали ввійшли до складу Землі з самого початку її утворення.

Іонізуюча радіація є найважливішим елементом навколишнього середовища і постійно здійснює свій вплив на стан біосфери, включаючи людину. Її властивості і біологічна активність залежать від інтенсивності випромінювання, що стало особливо наглядним з розвитком науково-технічного прогресу, який наклав відбиток на всі сфери діяльності і життя людей.

Внаслідок забруднення повітря, води і грунту радіоактивними речовинами збільшилось опромінення людей. Сьогодні, як ніколи, людині дуже важливо мати чітке уявлення про іонізуючі випромінювання та основні заходи профілактики при повсякденній роботі або дії в надзвичайних ситуаціях, що пов'язані з радіоактивністю.

Іонізуючі випромінювання застосовують в машино- та приладобудуванні для автоматичного контролю технологічних операцій і керування ними, визначення зносу деталей, якості зварних швів, структури металу і ін. Робота з радіоактивними речовинами і джерелами іонізуючих випромінювань являє потенційну загрозу здоров`ю і життю людей, які приймають участь в їх використанні.

Іонізація живої тканини викликає розрив молекулярних зв’язків і зміну хімічної структури різних сполук. Зміни в хімічному складі значної кількості молекул викликають загибель клітин.

Під впливом випромінювання у живій тканині утворюються нові хімічні з’єднання, не властиві здоровій тканині. У результаті змін, які відбулися, порушується нормальний хід біологічних процесів і обміну речовин.

Під впливом іонізуючих випромінювань в організмі функції кровотворних органів можуть загальмуватись, порушується нормальне скипання крові і збільшується крихкість кровоносних судин, розладнується діяльність шлунково-кишкового тракту, організм виснажується, знижується його опір інфекційним захворюванням.

Під час роботи з радіоактивними речовинами інтенсивному опроміненню можуть піддаватись руки, ураження шкіри яких може бути хронічним або гострим. Гірші ознаки хронічного ураження виявляються не відразу після початку роботи. Вони проявляються сухістю шкіри, тріщинами на ній, покриттям її виразками, ламкістю нігтів і випаданням волосся.

При гострому променевому опіку кистей рук спостерігається набряк, пухирі і омертвіння тканини. Можуть з’являтися також променеві виразки, які довго не заживають. На місці утворення виразок можливі ракові захворювання.

Жорсткі рентгенівські і гама-промені можуть спричинити смерть, не викликавши при зовнішньому опроміненні зміни шкірного покриття.

Альфа- і бета- частинки, маючи незначну проникну здатність, викликають при зовнішньому опроміненні лише шкірні ураження.

Внутрішнє опромінення відбувається тоді, коли радіоактивні речовини всередину організму при вдиханні повітря, забрудненого радіоактивними елементами; через травний тракт (під час їжі, пиття забрудненої води, паління) і рідко через шкіру. При попаданні радіоактивної речовини всередину організму людина піддається безперервному опроміненню доти, поки радіоактивна речовина не розкладеться повністю або не виведеться з організму в результаті фізіологічного обміну. Це опромінення дуже небезпечне, бо спричиняє виразки, які довго не заживають і уражають різні органи.

Людина постійно піддається опроміненню природним фоном випромінювання. Він складається з космічного випромінювання і випромінювання природних радіоактивних речовин (на поверхні землі, в атмосфері, в продуктах харчування, в воді тощо).

Захворювання, спричинені радіацією, можуть бути гострими і хронічними. Гострі ураження наступають при опроміненні великими дозами протягом короткого проміжку часу. Характерною особливістю гострої променевої хвороби є циклічність її виникнення, в якій схематично можна виділити чотири періоди первинні реакції, прихований період, розпал хвороби і видужування (або смерть).

У період первинної реакції через декілька годин після опромінення великими дозами з’являються нудота, блювання, запаморочення, в’ялість, частішає пульс, іноді підвищується температура. У крові збільшується кількість білих кров’яних тілець (лейкоцитоз).

Тривалість прихованого періоду протікання хвороби знаходиться в прямій залежності від одержаної дози опромінення (від кількох днів до двох тижнів).

У період розпалу хвороби у хворого спостерігаються нудота та блювання, сильне нездужання, піднімається висока температура (40-410С). З’являється кровотеча із ясен, носа і внутрішніх органів. Кількість лейкоцитів різко знижується. Смерть найчастіше наступає між дванадцятим і вісімнадцятим днем після опромінення.

Період видужання настає через 25-30 днів після опромінення. Не завжди досягається повне відновлення організму. Дуже часто внаслідок перенесеного опромінення настає рання старість, загострюються попередні захворювання.

Хронічне ураження іонізуючими випромінюваннями бувають як загальні, так і місцеві. Розвиваються вони завжди в прихованій формі внаслідок систематичного опромінення дозами, що перевищують гранично допустиму.

Розрізняють три ступені хронічної променевої хвороби. Для першого, легкого ступеня, характерні головні болі, в’ялість, нездужання, порушення сну і апетиту. При другому ступені хвороби названі ознаки захворювання підсилюються, виникає порушення обміну речовин, судинні і серцеві зміни, розлад травних органів, кровоточивість та ін. Третій ступінь хвороби характеризується ще більш різким проявом перерахованих симптомів. Порушується діяльність статевих залоз, відбуваються зміни центральної нервової системи, спостерігаються крововиливи, випадіння волосся. Наступні наслідки променевої хвороби - підвищена схильність до злоякісних пухлин і хвороб кровотворних органів.

Забезпечення безпеки працюючих з радіоактивними речовинами здійснюють шляхом встановлення гранично допустимих доз опромінення різними видами іонізуючих випромінювань, застосування захисту часом, відстанню, проведення загальних заходів захисту, використання засобів індивідуального захисту. Велике значення має використання приладів індивідуального загального контролю для визначення інтенсивності радіоактивного випромінювання.

Приміщення, які відводяться для роботи з радіоактивними ізотопами, повинні бути окремими, ізольованими від інших приміщень і спеціально обладнаними. У приміщенні обов’язковим є пристрій припливно-витяжної вентиляції з не менш ніж п’ятикратним обміном повітря. Утримання приміщень в чистоті, а устаткування в повній справності є основною вимогою. При несправності устаткування його експлуатацію необхідно негайно припинити.

Для роботи з газоподібними і леткими радіоактивними речовинами призначені бокси. Роботу в закритих боксах виконують з використанням вмонтованих в них гумових рукавиць або механічних маніпуляторів. Бокси устатковують закритою системою вентиляції приплив повітря здійснюється по самостійній системі повітропроводів, а виведене забруднене повітря очищується в індивідуальному фільтрі боксу. Для роботи з радіоактивними речовинами застосовують спеціальні витяжні шафи, устатковані місцевим відсосом, захисним вікном зі свинцевим склом, свинцевими шторами, які ковзають.

Екрани для захисту від бета-випромінювання виготовляють із матеріалів з малою атомною масою (наприклад, алюмінію) або з плексигласу і карболіту, які найкраще гальмують випромінювання.

Для захисту від гама-випромінювань застосовують матеріали з більшою атомною масою і великою густиною свинець, вольфрам та ін. Часто використовують більш легкі матеріали, але менш дефіцитні і дешеві сталь, чавун, сплави міді. Стаціонарні екрани, які є частиною будівельних конструкцій, доцільно виготовляти із бетону і барибетону.

Необхідно періодично проводити контроль захисту при допомозі дозиметричних приладів, оскільки з часом вони можуть частково втратити свої захисні властивості.

При роботі з радіоактивними ізотопами основним спецодягом можуть бути халати, комбінезони і напівкомбінезони із нефарбованої бавовняної тканини, а також бавовняні шапочки.

При небезпеці значного забруднення приміщення радіоактивними ізотопами поверх бавовняного одягу слід надягати одяг з плівки (нарукавники, фартух, халат, костюм), що закриває все тіло або тільки місця найбільшого забруднення. Такий одяг забезпечує найбільший захист поверхні тіла працюючого від попадання радіоактивних речовин, пилу, а також кислот і лугів, які можуть застосовуватись при роботі з радіоактивними речовинами.

Для роботи з відкритими радіоактивними речовинами, які мають активність понад 10 мкКі, для захисту рук застосовують рукавиці із просвинцьованої гуми з гнучкими нарукавниками.

Для виконання ремонтних робіт, при яких забруднення можуть бути дуже великими, розроблені пневмокостюми із пластичних матеріалів з подачею повітря під костюм.

Для захисту очей застосовують окуляри закритого типу із скла, яке містить фосфат вольфраму або свинець. Під час роботи з альфа- і бета-препаратами для захисту обличчя і очей використовують захисні окуляри.

У зв’язку з тим, що звичайне взуття легко вбирає радіоактивні речовини і його важко очищати від забруднення, застосовують плівкові туфлі, спеціальні черевики, парусинові чохли, які надягають на взуття і знімають при виході із забруднених місць.

 Висновок

Біологічний вплив різних видів випромінювання неоднозначний, тобто та сама поглинена доза гама- і альфа-випромінювання приводить до різного біологічного ефекту. При попаданні радіоактивних речовин всередину організму, вражаючу дію роблять в основному альфа-джерела, а потім бета- і гама-джерела, тобто в оберненій зовнішньому опроміненню послідовності. Характер радіаційної поразки організму визначається не тільки видом випромінювання, але і в значній мірі залежить від того яким було опромінення – зовнішнім чи внутрішнім. Основними методами захисту від іонізуючого випромінювання є: 1) Метод захисту кількістю, або по можливості зниження норми дози опромінення.                    2) Захист часом. 3) Захисні властивості матеріалів (свинець, бетон). 4) Захист відстанню. Система забезпечення радіаційної безпеки пацієнтів може бути повною й ефективною, якщо вона буде доповнена гігієнічними регла­ментами припустимих доз опромінення.

 

Яндекс.Метрика