Система стандартів з безпеки праці та захисту від іонізуючого випромінювання

Усі види іонізуючого випромінювання можна поділити на дві групи – корпускулярне і фотонне (електромагнітне).

Корпускулярне IB –це потік частинок з масою спокою, відмінною від нуля, які утворюються при радіоактивному розпаді або ядерних перетвореннях. До нього належать альфа-, бета-частинки, нейтрони, електрони, протони, мезони тощо. Корпускулярне випромінювання, яке складається з потоків заряджених частинок (альфа-, бета-частинок, протонів, електронів) належить до класу безпосереднього IB, а корпускулярне випромінювання, що являє собою потоки незаряджених частинок (нейтронів та інших елементарних частинок), називають непрямим IB.

Фотонне IB –це короткохвильова ділянка електромагнітного випромінювання, до якого належать рентгенівське та гамма-випромінювання, а також хвильова компонента космічного випромінювання.

Здатність ядер деяких хімічних елементів спонтанно перетворюватися в ядра інших хімічних елементів з виділенням енергії у вигляді іонізуючого випромінювання називається радіоактивністю. При розпаді різних нуклідів, які існують у природі, основними видами випромінювання є: альфа (α), бета (β), гамма (γ) і нейтронне (n°) випромінювання.

Альфа-випромінювання – це потік позитивно заряджених частинок з величиною заряду 2 і масою, яка дорівнює 4 (фактично — це ядра гелію), що рухається зі швидкістю 20000 км·с^-1.

Цей вид випромінювання легко поглинається будь-яким середовищем (від альфа-випромінювання можна захиститися навіть аркушем щільного паперу або картоном). Однак надходження джерела альфа-випромінювання всередину живого організму може викликати трагічні для нього (організму) наслідки.

Бета-випромінювання відрізняється корпускулярною природою і є спрямованим потоком електронів та позитронів. Їх швидкість прямує до швидкості світла. Бета-випромінюванню притаманна досить мала проникна здатність. Захиститися від зовнішнього джерела бета-випромінювання порівняно нескладно. Відомо, що бета-частинки можуть затримуватися навіть неушкодженою шкірою. Однак при надходженні всередину організму бета-активні радіонукліди випромінюють бета-частинки, які легко поглинаються тканинами організму. при цьому відбувається ураження організму, яке значно перевершує пошкодження, викликане гамма-випромінюванням.

Гамма-випромінювання – це електромагнітне короткохвильове випромінювання високої енергії, якому притаманна найбільша проникна здатність. Відповідно, проблема захисту від зовнішнього гамма-випромінювання є дуже складною.

Нейтронне випромінювання – це потік нейтральних частинок, що не є носіями електричних зарядів, проникна здатність яких дуже висока. Вони можуть вільно проникати крізь тіло людини і більш щільне середовище. У повітрі вони можуть розповсюджуватися на декілька сотень метрів.

Процес радіоактивного розпаду (перехід радіоактивного елемента в інший хімічний елемент) завжди супроводжується випромінюванням одного або декількох видів.

Кількісні характеристики джерела випромінювання:

1. Активність, яка виражається кількістю радіоактивних перетворень за одиницю часу. В СІ одиницею активності речовини є бекерель (Бк), що визначається як один розпад за секунду. Іноді використовують позасистемну одиницю кюрі (Кі), яка відповідає активності 1 г радію. Співвідношення цих одиниць визначається як:

2. Інтенсивність альфа- та бета-випромінювання може бути охарактеризована активністю речовини на одиницю площі, а інтенсивність гамма-випромінювання характеризують потужністю експозиційної дози.

3. Експозиційна доза вимірюється за іонізацією повітря й дорівнює кількості електрики, яка утворюється під дією гамма-випромінювання в 1 кг повітря. В СІ експозиційна доза виражається в кулонах на кілограм (Кл·кг^-1). Досить часто використовується також позасистемна одиниця експозиційної дози – рентген (Р).

Рентген – це доза гамма-випромінювання, при якій в 1·10^{-6 м3} (см³) повітря за нормальних фізичних умов (температура – 0º С, тиск – 760 мм рт. ст.) утворюється 2,08·10⁹ пар іонів, які несуть одну електростатичну одиницю кількості електрики.

4. Потужність експозиційної дози відображає швидкість накопичення дози і виражається в Кл·(кг·с^-1) в СІ, або в позасистемній одиниці – год^-1(рентген на годину).

Найадекватнішим способом опису ступеня радіоактивного забруднення місцевості є щільність забруднення.

5. Щільність забруднення – це активність на одиницю площі. Цей спосіб, однак, досить трудомісткий, потребує значного обсягу лабораторних аналізів і не завжди може бути використаний для оперативної оцінки. Як правило, така оцінка виконується за допомогою методів польової дозиметрії. Використовувані для такої оцінки прийоми, методи та одиниці вимірювання залежать від типу забруднення. Мірою забруднення гамма-випромінювачами є потужність експозиційної дози; бета-забруднення характеризується щільністю потоку бета-частинок. Оцінка ступеня забруднення альфа-випромінювачами в польових умовах неможлива.

Як правило, при техногенному забрудненні в навколишнє середовище надходить суміш радіонуклідів, серед яких є всі види випромінювачів. Тому в першому наближенні ступінь небезпеки може бути оцінений за рівнем гамма-фону. Однак у деяких випадках така оцінка не відповідає реальній ситуації. Якщо у скидах підприємств містяться, головним чином, бета-випромінюючі радіонукліди, то радіаційна ситуація не може бути охарактеризована через величину експозиційної дози навіть на якісному рівні. Наприклад, забруднення русла річки, в яку регулярно здійснюється скидання забруднюючих речовин з хімічного комбінату, характеризується досить високим рівнем бета-випромінювання, у той час як гамма-фон, найчастіше, наближений до нормального.

У той же час характеризуючи забруднення, населенню, як правило, повідомляють (переважно через засоби масової інформації) лише потужність експозиційної дози. Ця характеристика, однак, є лише однією з характеристик радіаційної ситуації. Існує безліч штучно створених ізотопів, які практично не випромінюють гамма-квантів, однак при цьому є досить небезпечними джерелами випромінювання. Потужність експозиційної дози, яка визначається за допомогою гамма-дозиметра, не може характеризувати ступінь забрудненості такими ізотопами.