Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Ионизирующие излучения. Виды ионизирующих излучений, их источники




Читайте также:
  1. Абсолютные и относительные параметры дохода. Источники информации о доходах и расходах населения.
  2. АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРАВО КАК ОТРАСЛЬ ПРАВА. СУЩНОСТЬ, СИСТЕМА, ИСТОЧНИКИ
  3. Акты органов государственной власти субъектов РФ и акты органов МСУ как источники земельного права (на примере нормативно-правовых актов Тверской области и г. Твери).
  4. Биологическое действие ионизирующего излучения.
  5. Биологическое действие ионизирующих излучений
  6. Биологическое действие ионизирующих излучений и способы защиты от них
  7. Биологическое действие ионизирующих излучений. Стохастические и детерминированные эффекты. Особенности действия малых доз.
  8. Биологическое действие продуктов радиоактивности. Нормирование ионизирующих излучений и способы защиты от них.
  9. Важнейшие источники углеводов
  10. Введение. Источники географической информации

 

Ионизирующим называется любое излучение, взаимодействие которого со средой приводит к образованию заряженных атомов и молекул.

Появление ионизирующих излучений как одного из факторов физической среды обитания связано с открытиями явлений искусственной и естественной радиоактивности и рентгеновских лучей.

К ионизирующим относятся корпускулярные (альфа-, бета-, нейтронные) и электромагнитные (гамма-, рентгеновские) излучения.

Альфа-излучение представляет собой поток атомов гелия, возникающий при альфа распаде радиоактивных изотопов. Альфа частицы несут двойной положительный заряд и имеют массу равную 4. Обладая сравнительно большой массой, альфа-частицы быстро теряют свою энергию при взаимодействии со средой, чем объясняется их низкая проникающая и высокая ионизирующая способность. Пробег альфа частиц в воздухе составляет 2-11 см, а в биологических тканях - несколько десятков микрометров.

Бета-излучение - это поток электронов или позитронов, возникающих при бета-распаде радиоактивных элементов. Энергия бета-частиц колеблется от нескольких КэВ до ЗМэВ. Проникающая способность их зависит от энергии, но она больше, чем у альфа-частиц, так как они обладают значительно меньшей массой. При средних энергиях пробег бета-частиц в воздухе составляет несколько метров, а в тканях человека - около 1 см.

Удельная ионизирующая способность бета-частиц меньше, чем уальфа-частиц. В результате ионизации в некоторых средах происходят вторичные процессы: люминесценция, фотохимические реакции, образование активных радикалов.

Гамма-лучи относятся к электромагнитному излучению и представляют собой поток квантов энергии. Энергия гамма-лучей изменяется в широком диапазоне - от 0,01 до 10 МэВ. В зависимости от энергии гамма-лучи условно делят на мягкие (с энергией от 0,1 до 0,2 МэВ), средней жесткости (0,2-1 МэВ), жесткие (1-10 МэВ) и сверхжесткие (свыше 10 МэВ).

Гамма-лучи обладают высокой проникающей и малой ионизирующей способностью, они свободно проходят через тело человека без заметного ослабления, способны проникать через толстые пластины свинца, бетонные стены большой толщины.

Рентгеновские лучи - это электромагнитное излучение с очень короткой длиной волны (0,006-2 нм). Они распространяются с высокой скоростью и обладают значительной проникающей и ионизирующей способностью. Возможность проникновения лучей тем больше, чем короче длина волны.



Нейтронное излучение, представляющее собой поток нейтронов, не обладающих электрическим зарядом, характеризуется высокой проникающей способностью. При взаимодействиях нейтронов с ядрами атомов возможна как обычная ионизация вещества, так и возникновение гамма-излучения.

Источниками ионизирующих излучений являются предприятия по добыче и переработке ядерного горючего, атомные электростанции, хранилища отходов, исследовательские объекты, испытательные полигоны и т.п.

Работа с радиоактивными веществами в открытом виде может сопро-вождаться загрязнением воздуха, оборудования, помещения, спецодежды, открытых частей тела работающих радиоактивными аэрозолями, газами, парами, растворами.

Выделение аэрозолей происходит при механической и химической обработке радиоактивных материалов и руд, при процессах, связанных с измельчением, пересыпанием, возгонкой, истиранием.

Радиоактивные газы образуются при работе реакторов, ускорителей, получении и переработке руд и минералов, содержащих радиоактивные криптон, аргон; при использовании радоновых источников воздух может загрязняться радоном.



Работы с радиоактивными веществами в закрытом виде связаны с эксплуатацией установок гамма-дефектоскопии, ядерных реакторов, рентгеновских установок. Гамма-дефектоскопия нашла широкое распространение в самых различных отраслях промышленности (машиностроение, судостроение, металлургия, строительство и т.д.)

Наиболее опасными операциями при гамма-дефектоскопии являются транспортировка контейнеров с изотопами, установка контейнера на место работы, ремонт и перезарядка контейнеров.

Гамма-излучение представляет наибольшую опасность при внешнем облучении.

Работа на атомных электростанциях может сопровождаться как внешним облучением (гамма- и бета-лучи, нейтроны), так и внутренним при поступлении в организм радиоактивных аэрозолей и газов. В результате распада ядерного топлива образуются многочисленные продукты распада, являющиеся источниками альфа-, бета- и гамма-излучения.

Рентгеновские лучи нашли применение для дефектоскопии металлических изделий, для рентгеноструктурного и спектрального анализа, в медицинской практике для рентгенодиагностики и рентгенотерапии. Основной опасностью при работе на рентгеноустановках является внешнее облучение обслуживающего персонала, а также работающих в соседних помещениях.

 

2.4.1.Биологическое действие ионизирующих излучений

 

Патологические процессы, возникающие под воздействием ионизирующих излучений, могут проявиться в острой или хронической форме лучевой болезни.

Острая лучевая болезнь характеризуется как общетоксическими симптомами (слабость, утомляемость, тошнота), так и специфическими признаками поражения кроветворных органов, жулудочно-кишечного тракта, центральной нервной системы.



Хроническая лучевая болезнь является результатом длительного внешнего или внутреннего облучения в дозах, превышающих предельно допустимые. В начальной стадии хронической лучевой болезни характерны головные боли, вялость, нарушения сна и аппетита. На второй стадии эти симптомы усиливаются, происходят нарушения обмена веществ, функций желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. На третьей стадии резко усиливаются все перечисленные признаки, а также нарушается деятельность половых желез, происходят кровоизлияния, выпадение волос. Отдаленными последствиями лучевой болезни являются злокачественные образования и болезни кроветворных органов.

Начальным этапом биологического действия ионизирующих излучений является ионизация атомов и молекул живой материи. Особая роль принадлежит ионизации воды, которая составляет более 70% объема всех органов и тканей.

В результате ионизации молекул воды образуются свободные радикалы Н и ОН, которые могут вступать в реакции с веществами, которые способны как окисляться, так и восстанавливаться. Вступая в реакции с активными структурами ферментных систем - сульфгидрильными группами S-Н, превращают их в неактивные дисульфидные группы S=S, в результате чего нарушается каталитическая активность ферментных систем, имеющих важное значение в жизнедеятельности организма.

В итоге происходит нарушение обменных процессов, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые соединения, не свойственные организму.

Распределение радиоактивных веществ в организме зависит от их физико-химических свойств и функционального состояния организма. Так, например, радиоактивный йод (J131) накапливается в щитовидной железе, стронций (Sr90) - в костях, натрий (Na24) и цезий (Cs137) распределяются равномерно. Накопление радиоактивных веществ в отдельных органах и тканях обусловливает патологические изменения в них, например, злокачественные новообразования.

Выделение радиоактивных веществ из организма происходит через почки, желудочно-кишечный тракт, газообразные изотопы выделяются через дыхательные пути. Некоторые вещества могут выделяться слизистой оболочкой рта, кожей, молочными железами. Но многие элементы (стронций, торий, радий) выделяются медленно, надолго задерживаются в организме, депонируясь в нем.

 

2.4.2. Единицы активности и дозы ионизирующих излучений

 

Радиоактивность вещества характеризуется количеством распадов в единицу времени. Скорость радиоактивного распада определяется величиной периода полураспада, т.е. промежутком времени, в течение которого активность радиоактивного элемента уменьшается вдвое.

Единицей измерения активности является беккерель (Бк). Один беккерель равен одному ядерному превращению в секунду. Внесистемная единица активности - кюри (Ки). 1 Ки = 3,7.1010 Бк.

Количественной мерой ионизирующего действия служит поглощенная доза Д. Поглощенная доза - это средняя энергия, переданная излучением единице массы вещества. Единица поглощенной дозы - грей (Гр). 1Гр = 1 Дж/кг. Внесистемной единицей является рад. 1 рад = 0,01 Гр =1 10-2 Дж/кг = 100 эрг/ч.

Поглощенная доза является однозначной характеристикой ионизирующего излучения для альфа- и бета-частиц, так как основным процессом их взаимодействия с веществом является непосредственная ионизация. Для рентгеновского и гамма-излучений поглощенная доза не может служить характеристикой их действия, так как эти виды излучений являются косвенно ионизирующими. В качестве характеристики этих излучений по эффекту ионизации используют экспозиционную дозу Х. Эта доза выражает энергию фотонного излучения, преобразованную в кинетическую энергию вторичных электронов, которые производят ионизацию в единице массы атмосферного воздуха. Единица экспозиционной дозы - кулон на кг (Кл/кг). Это такая доза излучения, при воздействии которой на 1 кг сухого атмосферного воздуха образуются ионы, несущие один кулон электричества каждого знака. Внесистемная единица - рентген (Р). 1 Р = 2,58 10-4 Кл/кг.

Биологический эффект различных ионизирующих излучений связан не только с количеством поглощенной энергии, но зависит и от пространственного распределения (от линейной плотности ионизации). Чтобы учесть этот эффект введено понятие эквивалентной дозы Н, которая определяется как произведение поглощенной дозы Д на модифицирующий коэффициент качества К, отражающий особенности поглощения энергии. Н = Д К.

Единица эквивалентной дозы - зиверт (Зв). Внесистемная единица - бэр (биологический эквивалент рентгена). Это эквивалентная доза любого вида излучения, которая создает такой же биологический эффект, как и поглощенная доза 1 рад рентгеновского или гамма-излучения.

Для оценки биологического эффекта различного вида излучений руководствуются следующими значениями коэффициента качества:

1. Рентгеновское излучение

Гамма-излучение, бета-излучение,

электроны, позитроны 1

2. Альфа-излучение с энергией

меньше 10 МэВ 20

3. Нейтроны с энергией меньше 20 МэВ 3

4. Нейтроны с энергией 0,1-10 МэВ 10

 

2.4.3. Нормирование ионизирующих излучений

 

Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений регламен-тируются следующими нормативными документами:

1. Нормами радиационной безопасности (НРБ 76/87).

2. Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений (ОСП 72/87).

В НРБ 76/87 заложены следующие принципы радиационной безопасности:

- непревышение основного установленного дозового предела;

- исключение всякого необоснованного облучения;

- снижение дозы излучения до возможно более низкого уровня.

Требования радиационной безопасности установлены раздельно для профессиональных работников, которые отнесены к категории А, для ограниченной части населения (категория Б), которая по условиям проживания или размещения рабочих мест может подвергаться воздействию радиоактивных веществ, и для населения области, края, республики (категория В).

При этом для характеристики нормативных уровней используют разные понятия: предельно- допустимая доза (ПДД) - нормативный уровень для профессионального облучения и предел дозы (ПД) - нормативный уровень радиационного воздействия на ограниченную часть населения.

Предельно-допустимая доза (ПДД) - это такое наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год, при котором равномерное облучение в течение 50 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Предел дозы ПД) - такое наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Критической группой считается небольшая по численности группа лиц категории Б, однородная по условиям жизни, возрасту, полу или другим факторам, которая подвергается наибольшему радиационному воздействию в пределах учреждения, его санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения.

При нормировании учитывается также различная чувствительность органов и тканей организма на радиационное воздействие. С этой точки зрения введено понятие "критический орган". Критическим органом называют орган, ткань или часть тела, облучение которого причиняет наибольший вред здоровью человека или его потомства. Выделены три группы критических органов по степени убывания радиочувствительности.

 

 

Группа критических органов Критические органы
I Все тело, гонады (половые железы), красный костный мозг.
II Мышцы, жировая ткань, щитовидная железа, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаза и другие органы за исключением тех, которые относятся к I и III группам
III Кожный покров, костная ткань, кисти, предплечья, лодыжки, стопы.

Допустимые уровни действия ионизирующих излучений при внешнем и внутреннем облучении составляют:

Группа критических органов ПДД для категории А (бэр/год) ПД для категории Б (бэр/год)
I 0,5
II 1,5
III 3,0

Суммарная доза, накопленная человеком к 30 годам, не должна превышать 60 бэр.

Согласно НРБ 76/87 для каждой категории обучаемых лиц кроме дозовых пределов (ПДД и ПД) установлен ряд допустимых уровней. Для категории А такими являются:

- предельно допустимое годовое поступление ПДП радионуклида через органы дыхания;

- допустимое содержание ДСА радионуклида в критическом органе;

- допустимая мощность дозы ДМДА излучения;

- допустимая плотность потока частиц ДППА;

- допустимая объемная активность (концентрация) ДКА радионуклида в воздухе рабочей зоны;

- допустимое загрязнение кожных покровов, спецодежды и рабочих поверностей ДЗА.

Для категории Б установлены:

- предел годового поступления ПГП радионуклида через органы дыхания и пищеварения;

- допустимая объемная активность (концентрация) ДКБ радионуклида в атмосферном воздухе и воде;

- допустимая мощность дозы ДМДБ;

- допустимая плотность потока частиц ДППБ;

- допустимое загрязнение кожных покровов ДЗБ.

При внутреннем облучении контролируется годовое поступление радионуклида и объемная концентрация в воздухе, а при внешнем облучении - мощность дозы, плотность потока и загрязнение кожных покровов, одежды.

При возникновении аварийных ситуаций однократное внешнее облучение, превышающее в 5 раз ПДД, или однократное поступление радионуклидов свыше 5 ПДП считается потенциально опасным, и в таких случаях необходимо медицинское освидетельствование.

2.4.4. Защита от ионизирующих излучений

 

Защитные мероприятия разрабатываются с учетом класса радиационной опасности, определяемой по активности на рабочем месте. Различают три класса радиационной опасности - I, П, III. Работы Ш класса разрешается проводить в общих помещениях на специально оборудованных местах. Для работ П класса должны быть предусмотрены специальные помещения. Для работ I класса необходимы здания и помещения, полностью изолированные от других помещений. Отделка стен, пола, потолка не должна обладать сорбирующей способностью и должна легко подвергаться влажной очистке.

Требования радиационной безопасности включают ряд мероприятий:

- рациональная планировка и отделка помещений;

- дистанционный контроль и регулирование процессов;

- устройство эффективной приточно-вытяжной вентиляции с очисткой удаляемого воздуха;

- устройство санитарно-бытовых помещений;

- дозиметрический контроль;

- правильная организация хранения и транспортировки радиоактивных веществ.

К основным средствам защиты персонала от ионизирующих излучений относятся:

- защитные экраны;

- защитные боксы;

- вытяжные радиохимические шкафы;

- транспортные и лабораторные контейнеры.

Работающие с источниками ионизирующих излучений должны обеспечи- ваться средствами индивидуальной защиты. Это защитные костюмы, спецодежда и обувь, перчатки, белье, респираторы, очки и т.д.

 


Дата добавления: 2014-12-03; просмотров: 27; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.025 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты