Потоки квантов электромагнитных полей (фотонов) и элементарных частиц (корпускул) вызывают ионизирующее излучение. Защита от излучений крайне важна. Это связано с тем, что при своем движении через любое вещество такой поток ионизирует все его молекулы и атомы.
Ионизирующее излучение как природное явление присутствует повсеместно. Оно поступает на нашу Землю из космоса. Находится оно и в воде, попадая туда из воздуха. Радиоактивные изотопы космического происхождения проникают в живые организмы во время приема пищи и задерживаются в них.
От самого начала существования нашей планеты на ней имелось естественное ионизирующее излучение. Защита от излучений такого типа не требуется, и избежать их попросту невозможно. Естественная природная радиация сопровождает человека постоянно, не нанося ущерба здоровью.
Радиоактивность как физическое явление была открыта в 1896 г. На сегодняшний день ей найдено применение в различных областях человеческой деятельности. Так, в энергетическом комплексе многих стран значительное место отведено атомным электростанциям. Широко используется радиоактивное излучение и в медицине. С его помощью проводится диагностика заболеваний и внутренних органов, а также сеансы лучевой терапии при лечении онкологии. С помощью ряда радиоактивных веществ изучаются обменные процессы в организме, исследуется работа внутренних органов.
Применяют мирный атом и для целей проведения промышленной дефектоскопии. Здесь помещают в различные приборы контроля.
Всем нам хорошо знаком знак «выход», устанавливаемый в самолетах и зданиях. Он содержит радиоактивный тритий. Благодаря этому веществу такой знак обладает способностью светиться в темноте даже в случае аварийного отключения электричества. Радиоактивный америций содержится во многих приборах пожарной сигнализации, устанавливаемых в общественных зданиях и жилых домах.
В зависимости от своего энергетического спектра радиоактивное излучение может обладать различной ионизирующей и проникающей способностью. От характера данного свойства и будет зависеть воздействие потока на живой организм. Частицы, проходящие через биологический объект, выделяют определенную энергию. При ее достаточно высоких значениях происходит разрушение химических связей молекул и атомов. Иными словами, само функционирование всех клеток, из которых состоит живая ткань, нарушает ионизирующее излучение. Защита от излучений в таком случае крайне важна. Она позволит сохранить человеку здоровье.
Ионизирующее излучение способно оказать соматическое воздействие на организм человека. Его проявлением является хроническая и острая лучевая болезнь, а также очаговые лучевые поражения. В некоторых случаях радиоактивные частицы оказывают Он проявляется в нарушении развития плода, появлении злокачественных опухолей, снижении продолжительности жизни и генетических сбоях.
Источник потока радиоактивных частиц может находиться вне человеческого организма. В таком случае происходит внешнее облучение.
Радиоактивные элементы могут попасть в наш организм из пищи, воды и воздуха. При этом будет присутствовать внутреннее облучение. Оно также отрицательно влияет на наше здоровье.
Основные принципы защиты от ионизирующего излучения заключены в:
Персонал, работающий с радиоактивными элементами, должен проходить систематический контроль. Целью данного мероприятия является определение дозы облучения человека. Объем такого контроля должен находиться в прямой зависимости от характера работы сотрудника с радиоактивными веществами. У каждого из операторов, имеющих контакт с источниками потока частиц, должен быть индивидуальный дозиметр. Этот прибор необходим для контроля полученной человеком дозы излучения.
Каким образом реализуются основные принципы защиты от ионизирующего излучения? Они осуществляются следующими путями:
Все вышеперечисленное - это основные методы защиты от ионизирующих излучений. Для их реализации желательно не только использовать в определенных ситуациях роботов и манипуляторы, но и полностью автоматизировать технологический процесс.
Методы защиты от ионизирующих излучений включают в свой перечень применение различных средств индивидуальной защиты, а также установку предупреждающих о радиационной
Защита от воздействия ионизирующих излучений является частью обеспечения безопасных условий труда. В тех помещениях, где персонал работает с радиоактивными веществами, нужен общий контроль, позволяющий устанавливать интенсивность различных Эти комнаты или участки непременно оснащаются системой приточно-вытяжной вентиляции, имеющей кратность воздухообмена не менее пяти. К тому же данные помещения обязательно изолируют от всех остальных.
Там, где производится работа с ионизирующими потокам, двери, потолки, пол и стены должны иметь специальное устройство. Оно обеспечивает невозможность накопления радиоактивной пыли и отсутствие вероятности поглощения отделочными материалами радиоактивных жидкостей, паров и аэрозолей. Для этого при отделке помещения используют полихлорвиниловый пластик, линолеум, масляные краски и т.д. Принимая все возможные меры защиты от ионизирующего излучения, необходимо контролировать состояние строительных конструкций помещения. На них не должно быть никаких трещин и сколов. Кроме того, углы в таких комнатах обязательно закругляют. Это позволяет устранить места скопления радиоактивной пыли и значительно облегчает уборку.
Мыть помещение, в котором осуществляется работа с ионизирующим излучением, следует ежедневно. Обязательна и ежемесячная генеральная уборка таких участков. Она подразумевает мытье окон, стен, мебели, оборудования и дверей с использованием горячей мыльной воды.
Персонал, работающий с радиоактивными веществами, должен быть одет в специальную одежду. Она полностью защитит организм от альфа-излучения. Кроме того, не пропустит часть бета-, гамма- или рентгеновского потока частиц. Другие средства защиты от ионизирующих излучений - это антиконтаминационные костюмы и перчатки, сапоги и капюшоны, очки, а также свинцовые фартуки. Все они применяются для сохранения здоровья человека при внешнем облучении. Конкретный перечень индивидуальных средств защиты зависит от мощности ионизирующего излучения.
При незначительном загрязнении работнику выдаются халаты и комбинезоны, а также шапочки, пошитые из Более высокий уровень радиоактивности требует дополнительно надевать пленочную одежду в виде нарукавников, брюк, халата, фартука и т.д., которую изготавливают из пластика. Руки в таком случае защищают резиновые просвинцованные перчатки.
При значительной степени персоналу выдаются скафандры (пневмокостюмы), изготовленные из пластмассовых материалов и имеющие гибкие шланги, по которым подается воздух. В оснащении такой спецодежды может находиться стационарный кислородный аппарат.
Органы зрения защитят от ионизирующего излучения очки, в которые вставляют специальные содержащие вольфрам, свинец или фосфат стекла. Особые средства применяют во время работы с альфа- и бета-излучением. Они представляют собой щитки из органического стекла.
Радиоактивные частицы, которые попадают в организм, способны накапливаться там. Это приводит к появлению внутреннего облучения. Такое воздействие грозит появлением различных патологий.
Индивидуальные средства защиты от ионизирующих излучений способны снизить количество попадающих в организм человека радиоактивных элементов через дыхательные пути.
Безопасные условия работы с радиоактивными веществами создаются только в том случае, когда применяется комплексная защита от действия ионизирующих излучений. При этом конкретные меры, направленные на сохранение здоровья человека, будут зависеть от типа источника и условий производственного процесса.
Виды защиты от ионизирующего излучения различны, но наиболее простым и в то же время надежным из них является защита расстоянием. Это обусловлено тем, что излучение способно терять мощность своей энергии. Причем происходит это по мере увеличения расстояния от источника.
Способы защиты от ионизирующих излучений подразумевают применение не только индивидуальных, но и коллективных средств. Требования к последним регламентируются ГОСТом 12.4.120-83. Этот нормативный документ приводит конкретный перечень коллективных средств защиты, в число которых входят:
Эффективным способом защиты человека от отрицательного воздействия потока радиоактивных частиц является установка особых ограждений. Они представляют собой специальные экраны различной толщины. Изготавливают их из специальных материалов, задерживающих потоки частиц. Основным предназначением таких экранов является снижение до допустимой нормы излучения на рабочем месте. Иногда работа с источниками радиации ведется в специальных камерах. В таких помещениях экранами будут служить пол и стены, а также потолок, которые изготавливают из особых материалов.
На производствах, где осуществляется хранение источников гамма-излучений, применяют специальные сейфы. Материалом для их изготовления служат сталь и свинец.
Работа с радиоактивными элементами, которые обладают альфа- или бета-активностью, осуществляется в защитных перчаточных боксах. К коллективным средствам безопасности относят и специальные сборники и контейнеры, в которых помещают В качестве материала для их изготовления используют сталь, органическое стекло, свинец и т.д.
После крупных аварий на производствах, применяющих источники радиоактивных частиц, на значительные территории может распространиться ионизирующее излучение. Защита от излучений в таком случае касается всего населения, проживающего в зоне катастрофы. Принятие определенных мер крайне важно для сохранения не только здоровья, но и жизни людей.
Защита населения от ионизирующего излучения заключается в доведении до каждого человека определенных рекомендаций. Для их исполнения следует:
Способы защиты от ионизирующих излучений при перемещениях по открытой местности должны включать в себя защиту органов дыхания. Для этого могут быть использованы такие подручные средства, как полотенце, часть одежды, носовой платок или которые должны быть предварительно смочены водой. Предохранить от негативного воздействия излучения понадобится и кожу. Она должна быть максимально закрыта одеждой. Волосяной покров защитит любой головной убор.
Ионизирующие излучения это электромагнитные излучения, которые создаются при радиоактивном распаде, ядерных превращениях, торможении заряженных частиц в веществе и образуют при взаимодействии со средой ионы различных знаков.
Источники ионизирующих излучений. На производстве источниками ионизирующих излучений могут быть используемые в технологических процессах радиоактивные изотопы (радионуклиды) естественного или искусственного происхождения, ускорительные установки, рентгеновские аппараты, радиолампы.
Искусственные радионуклиды в результате ядерных превращений в тепловыделяющих элементах ядерных реакторов после специального радиохимического разделения находят применение в экономике страны. В промышленности искусственные радионуклиды применяются для дефектоскопии металлов, при изучении структуры и износа материалов, в аппаратах и приборах, выполняющих контрольно-сигнальные функции, в качестве средства гашения статического электричества и т. п.
Естественными радиоактивными элементами называют радионуклиды, образующиеся из находящихся в природе радиоактивных тория, урана и актиния.
Виды ионизирующих излучений.
В решении производственных задач имеют место разновидности ионизирующих излучений.
Альфа-излучение представляет собой поток ядер гелия, испускаемых главным образом естественным радионуклидом при радиоактивном распаде, имеют массу 4 у. е. и заряд +2.Энергия альфа-частиц составляет 4-7
Мэв. Пробег альфа-частиц в воздухе достигает 8–10 см, в биологической ткани несколько десятков микрометров. Так как пробег альфа-частиц в веществе невелик, а энергия очень большая, то плотность ионизации на единицу длины пробега у них высока (на 1 см до десятка тысяч пар-ионов).
Бета-излучение – поток электронов или позитронов при радиоактивном распаде. Бета-частицы имеют массу, равную 1/1838 массы атома водорода, единичный отрицательный (бета-частица) или положительный (позитрон) заряд. Энергия бета-излучения не превышает нескольких Мэв. Пробег в воздухе составляет от 0,5 до 2 м, в живых тканях – 2-3 см. Их ионизирующая способность ниже альфа-частиц (несколько десятков пар-ионов на 1 см пути).
Нейтроны – нейтральные частицы, имеющие массу атома водорода. Они при взаимодействии с веществами теряют свою энергию в упругих (по типу взаимодействия биллиардных шаров) и неупругих столкновениях (удар шарика в подушку).
Гамма-излучение фотонное излучение, возникающее при изменении энергетического состояния атомных
ядер, при ядерных превращениях или при аннигиляция частиц. Источники гамма-излучения, используемые в промышленности, имеют энергию от 0,01 до 3 Мэв. Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и малым ионизирующим действием (низкая плотность ионизации на единицу длины).
Рентгеновское излучение фотонное излучение, состоящее из тормозного и (или) характеристического излучения, возникает в рентгеновских трубах, ускорителях электронов, с энергией фотонов не более 1 Мэв. Тормозное излучение фотонное излучение с непрерывным энергетическим спектром, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц. Характеристическое излучение это фотонное излучение с дискретным энергетическим спектром, возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома. Рентгеновское излучение, так же как и гамма-излучение, имеет высокую проникающую способность и малую плотность ионизации среды.
Влияние ионизирующих излучений на живой организм. XXI век невозможно представить без современного и постоянно совершенствуемого ядерного оружия, разбросанных по всей территории Земного шара крупных объектов атомной энергетики и многих сложных промышленных производств, использующих в технологическом процессе различные радиоактивные вещества. Все это предопределило появление, а затем и нарастание интенсивности такого негативного фактора среды обитания, как ионизирующие излучения, представляющие значительную угрозу для жизнедеятельности человека и требующие проведения надежных мер по обеспечению радиационной безопасности работающих и населения.
Процессы взаимодействия ионизирующих излучений с веществом клетки, в результате которых образуются ионизированные и возбужденные атомы и молекулы, являются первым этапом развития лучевого поражения.
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.
Заболевания, вызываемые действием ионизирующих излучений. Важнейшие биологические реакции организма человека на действие ионизирующей радиации условно разделяют 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 формуле крови, изменении 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 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 формах: от выпадения волос, шелушения и легкой пигментации кожи (I степень ожога) до язвенно-некротических поражений и образования длительного 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 глаза 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 все популяции дозой 1 бэр.
Злокачественные новообразования. Первые случаи развития злокачественных новообразований от воздействия ионизирующей радиации описаны 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 описательн6ых 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 200бэр. Скрытый период до появления первых признаков развития поражения обычно составляет от
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 рад.
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.
В отличие от соматических генетические эффекты действия радиации обнаружить трудно, так как они действуют на малое число клеток и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения. Такая опасность существует даже при очень слабом облучении, которое хотя и не разрушает клетки, но
способно вызвать мутации хромосом и изменить наследственные свойства. Большинство подобных мутаций проявляется только в случае, когда зародыш получает от обоих родителей хромосомы, поврежденные одинаковым образом. Результаты мутаций, в том числе и смертность от наследственных эффектов так называемая генетическая смерть, наблюдались задолго до того, как люди начали строить ядерные реакторы и применять ядерное оружие. Мутации могут быть вызваны космическими лучами, а также естественным радиационным фоном Земли, на долю которого по оценкам специалистов приходится 1 \% мутаций человека.
Установлено, что не существует минимального уровня радиации, ниже которого мутации не происходит. Общее количество мутаций, вызванных ионизирующим излучением, пропорционально численности населения и средней дозе облучения. Появление генетических эффектов мало зависит от мощности дозы, а определяется суммарной накопленной дозой независимо от того, получена она за 1 сутки или 50 лет. Полагают, что генетические эффекты не имеют дозового порога. Генетические эффекты определяются только эффективной коллективной дозой человеко-зиверты (чел-Зв), а выявление эффекта у отдельного индивида практически непредсказуемо.
В отличие от генетических эффектов, которые вызываются малыми дозами радиации, соматические эффекты всегда начинаются с определенной пороговой дозы: при меньших дозах повреждения организма не происходит. Другое отличие соматических повреждений от генетических заключается в том, что организм способен со временем преодолевать последствия облучения, тогда как клеточные повреждения не обратимы.
Значение некоторых доз и эффектов воздействия на организм приведены в табл.
Радиационное воздействие и соответствующие биологические эффекты
Воздействие
Доза, Зв Мощность дозы или продолжительность
Облучение* Биологический эффект
0,003 В течение недели О Практически отсутствует
6 9 3 Зв/сут или накопление малых дозРадиационная катаракта
10 25 2 -3 Зв/сут Л Возникновение рака сильно радиочувствительных органов
25 60 2 3 Зв/сут Л Возникновение рака умеренно радиочувствительных органов
40 50 2 3 Зв/сут Л Дозовый предел для нервных тканей
50 60 2 3 Зв/сут Л Дозовый предел для желудочнокишечного тракта
|
|
которой составит 50\% смертей среди лиц, подвергающихся облучению.
доза, ожидаемый эффект
Нормирование воздействий ионизирующих излучений.
К основным правовым нормативам в области радиационной безопасности населения» №3-ФЗ от 09.01.96 г., Федеральный закон «Об использовании атомной энергии» № 170-ФЗ от 21.11.95 г., а также Нормы радиационной безопасности (НБР-99). Документ относится к категории санитарных правил (СП 2.6.1.758-99), утвержден
Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации 2 июля 1999 года и введен в действие с 1
января 2000 года. Нормы радиационной безопасности включают в себя термины и определения, которые необходимо использовать в решении проблем радиационной безопасности. Они также устанавливают три класса нормативов: основные дозовые пределы; допустимые уровни, являющиеся производными от дозовых пределов; пределы годового поступления, объемные допустимые среднегодовые поступления, удельные активности, допустимые уровни загрязнения рабочих поверхностей и т. д.; контрольные уровни.
Нормирование ионизирующих излучений определяется характером воздействия ионизирующей радиации на организм человека. При этом выделяется два вида эффектов, относящихся в медицинской практике к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой ожог, лучевая катаракта, аномалии развития плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухали, лейкозы, наследственные болезни).
Обеспечение радиационной безопасности определяется следующими основными принципами:
1. Принцип нормирования непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения.
2. Принцип обоснования запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучения.
3. Принцип оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.
Обеспечение безопасности при работе с ионизирующими излучениями.
Все работы с радионуклидами правила подразделяются на два вида: на работу с закрытыми источниками ионизирующих излучений и работу с открытыми радиоактивными источниками.
Закрытыми источниками ионизирующих излучений называются любые источники, устройство которых
исключает попадание радиоактивных веществ в воздух рабочей зоны. Открытые источники ионизирующих излучений способны загрязнять воздух рабочей зоны. Поэтому отдельно разработаны требования к безопасной работе с закрытыми и открытыми источниками ионизирующих излучений на производстве.
Обеспечение радиационной безопасности требует комплекса многообразных защитных мероприятий, зависящих от конкретных условий работы с источниками ионизирующих излучений, а также от типа источника.
Главной опасностью закрытых источников ионизирующих излучений является внешнее облучение, определяемое видом излучения, активностью источника, плотностью потока излучения и создаваемой им дозой облучения и поглощенной дозой. Защитные мероприятия, позволяющие обеспечить условия радиационной безопасности при применении закрытых источников, основаны на знании законов распространения ионизирующих излучений и характера их взаимодействия с веществом. Главные из них следующие.
1.Доза внешнего облучения пропорциональна интенсивности излучения и времени действия.
2.Интенсивность излучения от точечного источника пропорциональна количеству квантов или частиц, возникающих в них в единицу времени, и обратно пропорциональна квадрату расстояния от источника.
3.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 источника до работающих (защита расстоянием) и экранирование источников излучения материалами, поглощающими ионизирующие излучения (Защита экранами).
Защита количеством подразумевает проведение работы с минимальными количествами радиоактивных веществ, т.е. пропорционально сокращает мощность излучения. Однако требования технологического процесса часто не позволяют сократить количество радиоактивного вещества в источнике, что ограничивает на практике
применение этого метода защиты.
Защита временем основана на сокращении времени работы с источником, что позволяет уменьшить дозы облучения персонала. Этот принцип особенно часто применяется при непосредственной работе персонала с малыми активностями.
Защита расстоянием достаточно простой и надежный способ защиты. Это связано со способностью излучения терять свою энергию во взаимодействиях с веществом: чем больше расстояние от источника, тем больше процессов взаимодействия излучения с атомами и молекулами, что в конечном итоге приводит к снижению дозы облучения персонала.
Защита экранами наиболее эффективный способ защиты от излучений. В зависимости от вида ионизирующих излучений для изготовления экранов применяют различные материалы, а их толщина определяется мощностью излучения. Лучшими экранами для защиты от рентгеновского и гамма-излучений являются материалы с большим Z, например свинец, позволяющий добиться нужного эффекта по краткости ослабления при наименьшей толщине экрана. Более дешевые экраны делаются из просвинцованного стекла, железа, бетона, барритобетона, железобетона и воды.
По своему назначению защитные экраны условно разделяются на пять групп:
1. Защитные экраны-контейнеры, в которые помещаются радиоактивные препараты. Они широко используются при транспортировке радиоактивных веществ и источников излучений.
2. Защитные экраны для оборудования. В этом случае экранами, полностью окружают все рабочее оборудование при положении радиоактивного препарата в рабочем положении или при включении высокого (или ускоряющего) напряжения на источнике ионизирующей радиации.
3. Передвижные защитные экраны. Этот тип защитных экранов применяется для защиты рабочего
места на различных участках рабочей зоны.
4. Защитные экраны, монтируемые как части строительных конструкций (стены, перекрытия полов и потолков, специальные двери и т.д.). Такой вид защитных экранов предназначается для защиты помещений, в которых постоянно находится персонал, и прилегающей территории.
5. Экраны индивидуальных средств защиты (щиток из оргстекла, смотровые стекла пневмокостюмов,
просвинцованные перчатки и др.).
Защита от открытых источников ионизирующих излучений предусматривает как защиту от внешнего облучения, так и защиту персонала от внутреннего облучения, связанного с возможным проникновением радиоактивных веществ в организм через органы дыхания, пищеварения или через кожу. Все виды работ с открытыми источниками ионизирующих излучений разделены на 3 класса. Чем выше класс выполняемых работ, тем жестче гигиенические требования по защите персонала от внутреннего переоблучения.
Способы защиты персонала при этом следующие:
1. Использование принципов защиты, применяемых при работе с источниками излучения в закрытом
2. Герметизация производственного оборудования с целью изоляции процессов, которые могут явить-
ся источниками поступления радиоактивных веществ во внешнюю среду.
3. Мероприятия планировочного характера. Планировка помещений предполагает максимальную изоляцию работ с радиоактивными веществами от других помещений и участков, имеющих иное функциональное назначение. Помещения для работ I класса должны размещаться в отдельных зданиях или изолированной части
здания, имеющей отдельный вход. Помещения для работ II класса должны размещаться изолированно от других
помещений; работы III класса могут проводиться в отдельных, специально выделенных комнатах.
4. Применение санитарно-гигиенических устройств и оборудования, использование специальных защитных материалов.
5. Использование средств индивидуальной защиты персонала. Все средства индивидуальной защиты, используемые для работы с открытыми источниками, разделяются на пять видов: спецодежда, спецобувь, средства защиты органов дыхания, изолирующие костюмы, дополнительные защитные приспособления.
6. Выполнение правил личной гигиены. Эти правила предусматривают личностные требования к работающим с источниками ионизирующих излучений: запрещение курения в рабочей зоне, тщательная очистка (дезактивация) кожаных покровов после окончания работы, проведение дозиметрического контроля загрязнения спецодежды, спецобуви и кожных покровов. Все эти меры предполагают исключение возможности проникновения радиоактивных веществ внутрь организма.
Службы радиационной безопасности. Безопасность работы с источниками ионизирующих излучений на предприятиях контролируют специальные службы службы радиационной безопасности комплектуются из лиц, прошедших специальную подготовку в средних, высших учебных заведениях или специализированных курсах
Минатома РФ. Эти службы оснащены необходимыми приборами и оборудованием, позволяющими решать поставленные перед ними задачами. Службы выполняют все виды контроля на основании действующих методик, которые постоянно совершаются по мере выпуска новых видов приборов радиационного контроля. Важной системой профилактических мероприятий при работе с источниками ионизирующих излучений является проведение радиационного контроля.
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
2. ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
3. НОРМИРОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
4. ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. КЛАССИФИКАЦИЯ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Источниками ионизирующих излучений в промышленности являются установки рентгеноструктурного анализа, высоковольтные электровакуумные системы, радиационные дефектоскопы, толщиномеры, плотномеры и др.
К ионизирующим относятся корпускулярные излучения, которые состоят из частичек с массой покоя, которая отличается от ноля (альфа-, бета-частички, нейтроны) и электромагнитные излучения (рентгеновское и гамма-излучение), которые при взаимодействии с веществами могут образовывать в них ионы.
Альфа-излучение -- это поток ядер гелия, который излучается веществом при радиоактивном распаде ядер с энергией, которая не превышает нескольких мегаэлектровольт (МеВ). Эти частички имеют высокую ионизирующую и низкую проникающую способность.
Бета-частички -- это поток электронов и протонов. Проникающая способность (2,5 см в живых тканях и в воздухе -- до 18 м) бета-частичек выше, а ионизирующая -- ниже, чем у альфа-частичек.
Нейтроны вызывают ионизацию веществ и вторичное излучение, которое состоит из заряженных частичек и гамма-квантов. Проникающая способность зависит от энергии и от состава веществ, которые взаимодействуют.
Гамма-излучение -- это электромагнитное (фотонное) излучение с большой проникающей и малой ионизирующей способностью с энергией 0,001 3 МеВ.
Рентгеновское излучение -- излучение, возникающее в среде, которая окружает источник бета-излучения, в ускорителях электронов и является совокупностью тормозного и характерного излучений, энергия фотонов которых не превышает 1 МеВ. Характерным называют фотонное излучение с дискретным спектром, который возникает при изменении энергетического состояния атома.
Тормозное излучение -- это фотонное излучение с непрерывным спектром, которое возникает при изменении кинетической энергии заряженных частичек.
Активность А радиоактивного вещества -- это количество спонтанных ядерных превращений dN в этом веществе за малый промежуток времени dt, разделенное на этот промежуток:
Единицей измерения активности является беккерель (Бк). 1 Бк -- одно ядерное превращение за секунду. Кюри (Ки) -- специальная единица активности: 1 Ки= 3,7-1010 Бк.
Степень ионизации оценивается экспозиционной дозой рентгеновского или гамма-излучения.
Экспозиционной дозой называется полный заряд dQ ионов одного знака, которые возникают в воздухе при полном торможении всех вторичных электронов, которые были образованы фотонами в малом объеме воздуха, разделенный на массу воздуха dm в этом объеме:
Единицей измерения экспозиционной дозы является кулон на килограмм (Кл/кг). Поза системная единица -- рентген (Р); 1 Р = 2,58-10"4 Кл/кг.
Мощность экспозиционной дозы РЭКСП -- это прирост экспозиционной дозы dX за малый промежуток времени dt, разделенный на этот промежуток:
Единица измерения -- Кл/кг с.
Поглощенная доза D -- это средняя энергия dЕ, которая передается излучением веществу в некотором элементарном объеме, разделенная на массу вещества в этом объеме:
Единица поглощенной дозы грей (Гр), равна 1 Дж/кг. Внесистемная единица -- рад; 1 рад = 0,01 Гр.
В связи с тем, что одинаковая поглощенная доза различных видов излучения вызывает в организме различный биологический эффект, введено понятие эквивалентной дозы Н, которая позволяет определять радиационную опасность влияния излучения произвольного состава и определяется по формуле
где Кк -- безразмерный коэффициент качества.
Единицей измерения эквивалентной дозы является зиверт (Зв); 1 Зв = 100 бер (биологический эквивалент рада) -- специальная единица эквивалентной дозы.
Согласно нормам радиационной безопасности НРБ 76/87 введен показатель, который характеризует ионизирующее излучение -- керма.
Керма К -- это отношение суммы начальных кинетических энергий dEK всех заряженных ионизирующих частичек в элементарном объеме вещества, к массе dm вещества в этом объеме:
Керму измеряют теми же единицами, что и поглощенную дозу (Грей, рад).
Экспозиционная доза является мерой энергии, которая передается фотонами единицы массы воздуха в процессе взаимодействия, то есть одновременно связанное с кермой фотонного излучения в воздухе К:
где со -- средний расход энергии на образование одной пары ионов; е -- заряд электрона.
2 . ВЛИЯНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
Степень биологического влияния ионизирующего излучения зависит от поглощения живой тканью энергии и ионизации молекул, которая возникает при этом.
Во время ионизации в организме возникает возбуждение молекул клеток. Это предопределяет разрыв молекулярных связей и образование новых химических связей, несвойственных здоровой ткани. Под влиянием
ионизирующего излучения в организме нарушаются функции кровотворних органов, растет хрупкость и проницаемость сосудов, нарушается деятельность желудочно-кишечного тракта, снижается сопротивляемость организма, он истощается. Нормальные клетки перерождаются в злокачественные, возникают лейкоз, лучевая болезнь.
Одноразовое облучение дозой 25--50 бер предопределяет необратимые изменения крови. При 80--120 бер появляются начальные признаки лучевой болезни. Острая лучевая болезнь возникает при дозе облучения 270--300 бер.
Облучение может быть внутренним, при проникновении радио-активного изотопа внутрь организма, и внешним; общим (облучение всего организма) и местным; хроническим (при действии в течение длительного времени) и острым (одноразовое, кратковременное влияние).
3 НОРМИРОВАНИЕ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Допустимые уровни ионизирующего излучения регламентируются „Нормами радиационной безопасности" НРБ 76/87 и „Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующего излучения" ОСП 72/87.
Согласно этим нормативным документам облучаемые лица разделяются на следующие категории:
А -- персонал -- лица, которые постоянно или временно работают с источниками ионизирующего излучения;
Б -- ограниченная часть населения -- лица, которые не работают непосредственно с источниками излучений, но по условиям проживания или расположения рабочих мест могут подлежать облучению;
В -- население области, страны.
По степени снижения чувствительности к ионизирующему излучению установлено 3 группы критических органов, облучение которых влечет за собой наибольший убыток здоровью: I -- все тело, гонады и красный костный мозг; II -- щитовидная железа, мышцы, жировая ткань, печень, почки, селезенка, желудочно-кишечный тракт, легкие, хрусталик глаз;
III -- кожа, кости, предплечье, икры, стопы.
Дозы облучения приведены в табл. 2.13.
В зависимости от группы критических органов для категории А установлена предельно допустимая доза (ПДД) за год, для категорий Б -- граница дозы (ГД) за год.
Таблица 1
Дозы внешнего и внутреннего облучений
ПДД -- наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном влиянии в течение 50 лет не вызывает в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, которые выявляются современными методами.
Эквивалентная доза Н (бер), накопленная в критическом органе за время Т (лет) с начала профессиональной работы, не должна превышать значения, полученного по формуле:
В среднем нормальное облучение человека от естественного радиоактивного фона, который состоит из космического излучения; излучения естественно распределенных радиоактивных веществ на поверхности Земли, в приземной атмосфере, в продуктах питания, воде и тому подобное, составляет в течение года приблизительно 0,1 рад.
При работе с рентгеновскими установками (для структурного анализа, дефектоскопии) нормируется мощность экспозиционной дозы Рэксп на рабочих местах. Например, при работе электронных
ламп -- 14,3*10-10 Кл/кг с (20 MP/час), около видеоконтрольного устройства телевизионной системы на стороне, обращенной к опе-ратору -- 0,36*10-10 Кл/кг с (0,5 MP/час). Для установок, в которых рентгеновское излучение является второстепенным фактором (электронно-лучевые установки для плавления, сварки и других видов электронной обработки металлов), нормируемое значение Рэксп составляет для рабочей недели длительностью
41 час о,206*10-10 Кл/кг с (0,288 МР/час), 36 часов -- 0,18*10-10 Кл/кг час (0,252 МР/час).
4 ЗАЩИТА ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ
Защита от ионизирующих излучений может осуществляться путем использования следующих принципов:
использование источников с минимальным излучением путем
перехода на менее активные источники, уменьшение количества изотопа;
сокращение времени работы с источником ионизирующего излучения;
отдаление рабочего места от источника ионизирующего излучения;
экранирование источника ионизирующего излучения.
Экраны могут быть передвижные или стационарные, предназначенные для поглощения или ослабления ионизирующего излучения. Экранами могут служить стенки контейнеров для перевозки радиоактивных изотопов, стенки сейфов для их хранения.
Альфа-частицы экранируются слоем воздуха толщиной несколько сантиметров, слоем стекла толщиной несколько миллиметров. Однако, работая с альфа-активными изотопами, необходимо также защищаться и от бета- и гамма-излучения.
С целью защиты от бета-излучения используются материалы с малой атомной массой. Для этого используют комбинированные экраны, в которых со стороны источника располагается материал с малой атомной массой толщиной, которая равна длине пробега бета-частиц, а за ним -- с большей массой.
С целью защиты от рентгеновского и гамма-излучения применяются материалы с большой атомной массой и с высокой плотностью (свинец, вольфрам).
Для защиты от нейтронного излучения используют материалы, которые содержат водород (вода, парафин), а также бор, бериллий, кадмий, графит. Учитывая то, что нейтронные потоки сопровождаются гамма-излучением, следует использовать комбинированную защиту в виде слоистых экранов из тяжелых и легких материалов (свинец-полиэтилен).
Действенным защитным средством является использование дистанционного управления, манипуляторов, роботизированных комплексов.
В зависимости от характера выполняемых работ выбирают средства индивидуальной защиты: халаты и шапочки из хлопковой ткани, защитные передники, резиновые рукавицы, щитки, средства защиты органов дыхания (респиратор „Лепесток"), комбинезоны, пневмокостюмы, резиновые сапоги.
Действенной мерой обеспечения радиационной безопасности является дозиметрический контроль по уровням облучения персонала и по уровню радиации в окружающей среде.
Оценка радиационного состояния осуществляется при помощи приборов, принцип действия которых базируется на следующих методах:
ионизационный (измерение степени ионизации среды);
сцинтилляционный (измерение интенсивности световых вспышек, возникающих в веществах, которые люминесцируют при прохождении через них ионизирующих излучений);
фотографический (измерение оптической плотности почернения
фотопластинки под действием излучения);
калориметрические методы (измерение количества тепла, которое
выделяется в поглощающем веществе).
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Безопасность жизнедеятельности/ Под ред. С. В. Белова.- 3-е изд., перераб.- М.: Высш. шк., 2001.-485с.
2. Гражданская оборона/ Под ред. П. Г. Якубовского.- 5-е изд., испр.- М.: Просвещение, 1972.-224c.
3. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ.- М.: Мир,-79c., ил.
Природа ионизирующего излучения. Генерация ионизирующего излучения в природе обычно происходит в результате спонтанного радиоактивного распада радионуклидов. Биологическое действие ионизирующих излучений. Гигиеническое нормирование ионизирующих излучений.
реферат , добавлен 19.11.2010
Основные характеристики ионизирующих излучений. Принципы и нормы радиационной безопасности. Защита от действия ионизирующих излучений. Основные значения дозовых пределов внешнего и внутреннего облучений. Отечественные приборы дозиметрического контроля.
реферат , добавлен 13.09.2009
Воздействие ионизирующих излучений на неживое и живое вещество, необходимость метрологического контроля радиации. Экспозиционная и поглощенная дозы, единицы размерности дозиметрических величин. Физико-технические основы контроля ионизирующих излучений.
контрольная работа , добавлен 14.12.2012
Прямое и косвенное действие ионизирующего излучения. Действие больших доз ионизирующих излучений на биологические объекты. Генетические последствия радиации. Внутреннее облучение населения. Основные методы и средства защиты от ионизирующих излучений.
презентация , добавлен 25.12.2014
Источники внешнего облучения. Воздействие ионизирующих излучений. Генетические последствия радиации. Методы и средства защиты от ионизирующих излучений. Особенности внутреннего облучения населения. Формулы эквивалентной и поглощенной доз излучения.
презентация , добавлен 18.02.2015
Виды ионизирующих излучений. Механизм их действия на живую клетку. Характеристика повреждения человеческого организма в зависимости от дозы. Использование индивидуальных средств защиты. Дозиметрический контроль внешней среды и продуктов питания.
презентация , добавлен 17.12.2016
Основные виды ионизирующих излучений. Основные правовые нормативы в области радиационной безопасности. Обеспечение радиационной безопасности. Радиационное воздействие и биологические эффекты. Последствия облучения людей ионизирующим излучением.
реферат , добавлен 10.04.2016
Экологическая экспертиза техники и технологий. Опасность включения человека в электрические сети. Виды ионизирующих излучений. Действие ионизирующих излучений на людей. Пожарная опасности. Обучение охране труда. Лица, подлежащих обязательному обучению.
контрольная работа , добавлен 27.05.2008
Радиоактивность и ионизирующие излучения. Источники и пути поступления радионуклидов в организм человека. Действие ионизирующих излучений на человека. Дозы радиационного облучения. Средства защиты от радиоактивных излучений, профилактические мероприятия.
курсовая работа , добавлен 14.05.2012
Основные типы радиоактивных излучений, их негативное воздействие на человека. Радионуклиды как потенциальные источники внутреннего облучения. Способы защиты от источников ионизирующих излучений. Пути поступления радитоксичных веществ в организм.
В последнее время всё более широкое применение получают установки, работа которых сопровождается ионизирующим излучением (рентгеновские установки, атомные реакторы и т. д.). Радиоактивные изотопы получили широкое распространение в приборостроении и других отраслях народного хозяйства.
Очевидно, что с расширением использования атомной энергии в мирных целях возрастает число людей, подвергающихся опасности облучения, соответственно всё большее значение приобретает рациональная организация труда и применение защитных средств при работе с источниками радиоактивных излучений.
Виды радиоактивных излучений
К основным видам радиоактивных излучений относятся:
-излучение – этопоток ядер гелия, испускаемый радиоактивным веществом. Значительная масса-частиц ограничивает их скорость и увеличивает число столкновений в веществе, поэтому-частицы обладают высокой ионизирующей и малой проникающей способностью. Пробег-частиц в воздухе составляет всего до 8…9 см;
-излучение – это поток электронов или позитронов, возникающий при радиоактивном распаде. По сравнению с-частицами-частицы обладают значительно меньшей массой и большей скоростью распространения в веществе, следовательно, у них меньше ионизирующая, но больше проникающая способность. Пробег-частиц в воздухе составляет до 18 м;
-излучение представляет собой электромагнитное (фотонное) излучение, испускаемое при ядерных превращениях или взаимодействии частиц. Другими словами, это электромагнитные колебания высокой частоты (10 20 …10 22 Гц);-излучение обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием;
рентгеновское излучение (как и-излучение) представляет собой электромагнитные колебания высокой частоты (10 17 …10 20), возникающие при торможении быстрых электронов в веществе;
нейтронное излучение – поток незаряженных частиц, которые могут взаимодействовать только с ядрами атомов, не проявляя при этом непосредственного ионизирующего воздействия. Однако при этом образуются заряженные частицы (ядра отдачи) либо-лучи (при захвате нейтронов ядрами атомов), которые производят ионизацию. Нейтронное излучение обладает очень большой проникающей способностью.
Параметры ионизирующих излучений
В процессе прохождения через вещество ионизирующие излучения вызывают ионизацию этого вещества, теряя при этом часть своей энергии, поглощаемой веществом. Степень ионизации и количество энергии, поглощённой веществом, является мерой взаимодействия ионизирующих излучений с веществом. Для характеристики этого взаимодействия применяются следующие понятия и определения:
период полураспада – время, в течение которого распадается половина ядер радиоактивного вещества;
активность изотопа – количество атомов изотопа, распадающихся в 1 с. Измеряется в Кюри (Ки); 1 Ки – это активность изотопа, в котором за 1 с происходит 3,710 10 актов распада;
энергия излучения – единицей измерения является электрон-вольт (эВ); 1 эВ – это кинетическая энергия, которую получает 1 электрон при разности потенциалов в 1 В;
доза излучения – величина, характеризующая ионизационную способность радиоактивного препарата. Доза в 1 рентген () – такая доза рентгеновского, или -излучения, при которой сопряжённая корпускулярная эмиссия в 1 см 3 атмосферного воздуха (при t = 0 С и Р = 760 мм рт. ст.) производит ионы, несущие заряд в одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака;
мощность дозы – доза излучения, поглощённая в массе вещества за единицу времени;
поглощённая доза – энергия любого вида излучения, поглощённая единицей массы облучаемого вещества. Единица измерения – рад. Доза в 1 рад соответствует 0,01 Дж энергии, поглощённой 1 кг массы вещества;
относительная биологическая эффективность – ОБЭ. Применяется для сравнения биологического действия излучений различного вида. ОБЭ излучения показывает, во сколько раз биологическое действие данного излучения отличается от биологического действия-излучения, принятого за единицу;
биологический эквивалент рада – бэр. Служит для оценки дозы облучения с учётом вида излучения; 1 бэр – это такая поглощённая доза любого вида излучения, которая вызывает такой же биологический эффект, что и доза в 1 рад-излучения:
1 бэр = 1 рад · ОБЭ.
Действие ионизирующих излучений на организм человека
Ионизация живой ткани приводит к разрыву молекулярных связей и изменению химической структуры различных соединений. Изменения в химическом составе значительного числа молекул приводят к гибели клеток.
Под влиянием излучения в живой ткани происходит расщепление воды на атомарный водород Н и гидроксильную группу ОН, которые, обладая высокой химической активностью, вступают в соединения с другими молекулами ткани и образуют новые химические соединения, не свойственные здоровой ткани. В результате происшедших изменений нарушаются нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ.
Под влиянием ионизирующих излучений в организме может происходить торможение функций кроветворных органов, нарушение нормальной свёртываемости крови и увеличение хрупкости кровеносных сосудов, расстройство деятельности желудочно-кишечного тракта, истощение организма, снижение сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям и др.
Необходимо различать внешнее облучение и внутреннее. Под внешним облучением следует понимать такое, когда источник расположен вне организма и исключена вероятность попадания радиоактивного вещества внутрь организма (работа на рентгеновских аппаратах; с источниками, заключёнными в герметичные ампулы, и др.). Внутреннее облучение происходит при попадании радиоактивного вещества внутрь организма при вдыхании воздуха, через пищеварительный тракт и, в редких случаях, через кожу. При попадании радиоактивного вещества внутрь организма человек подвергается непрерывному облучению до тех пор, пока радиоактивное вещество не распадётся или не выведется из организма в результате физиологического обмена. Это облучение очень опасно, так как вызывает долго не заживающие язвы, поражающие различные органы.
Однократное облучение в дозе 25…50 бэр приводит к незначительным, скоро проходящим изменениям в крови; при дозах облучения 80…120 бэр появляются начальные признаки лучевой болезни, но смертельный исход отсутствует. Острая лучевая болезнь развивается при однократном облучении дозой 270…300 бэр, смертельный исход возможен в 50 % случаев. Смертельный исход в 100 % случаев наступает при дозах 550…700 бэр.
Заболевания, вызванные радиацией, могут быть острыми и хроническими. Острые поражения наступают при облучении большими дозами в течение короткого промежутка времени. Характерной особенностью острой лучевой болезни является цикличность её протекания, в которой можно выделить 4 периода:
первичная реакция: через несколько часов после облучения появляется тошнота, рвота, головокружение, вялость, учащённый пульс, иногда повышается температура на 0,5…1,5С. Происходит увеличение числа белых кровяных телец (лейкоцитоз);
скрытый период (период видимого благополучия): болезнь протекает скрыто. Продолжительность этого периода зависит от полученной дозы (от нескольких дней до двух недель). Обычно чем короче скрытый период, тем тяжелее исход заболевания;
разгар болезни: появляются тошнота и рвота, сильное недомогание, поднимается высокая температура (40…41С), появляется кровотечение из дёсен, носа и внутренних органов. Число лейкоцитов резко снижается, смертельный исход чаще всего наступает между двенадцатым и восемнадцатым днями после облучения;
выздоровление: наступает через 25…30 дней после облучения. Далеко не всегда происходит полное восстановление организма. Очень часто наступает раннее старение, обостряются прежние заболевания.
Хронические поражения развиваются всегда в скрытой форме в результате систематического облучения дозами больше предельно допустимых.
Различают три степени хронической лучевой болезни. Для первой, лёгкой степени, характерны незначительные головные боли, вялость, слабость, нарушение сна и аппетита. При второй степени указанные признаки заболевания усиливаются, возникают нарушения обмена веществ, сосудистые и сердечные изменения, расстройство пищеварительных органов, кровоточивость и др. Третья степень характеризуется ещё более резким проявлением перечисленных симптомов. Нарушается деятельность половых желёз, происходят изменения центральной нервной системы, наблюдаются кровоизлияния, выпадение волос. Отдалённые последствия лучевой болезни – повышенное предрасположение к злокачественным опухолям и болезням кроветворных органов.
Нормирование ионизирующих излучений
В настоящее время предельно допустимые уровни ионизирующего облучения определяются «Нормами радиационной безопасности» НРБ–2009 и «Основными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений». В соответствии с НРБ–2009 установлены следующие категории облучаемых лиц: категория А – персонал; категория Б – ограниченная часть населения; категория В – всё остальное население.
Категория А (персонал) – лица, которые постоянно или временно работают непосредственно с источниками ионизирующих излучений. В качестве основного дозового предела для лиц категории А установлена годовая предельно допустимая доза (ПДД). ПДД для персонала не должна превышать 5 бэр в год. ПДД – наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы в год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала (категории А) неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. Эквивалентная дозаН (бэр), накопленная в организме за времяТ (лет) с начала профессиональной работы, не должна превышать значения, получаемого по формулеН = ПДДТ . В любом случае доза, накопленная к 30 годам, не должна превышать 12 ПДД.
Категория Б (ограниченная часть населения) – лица, которые не работают непосредственно с источниками излучения, но по условиям проживания или размещения рабочих мест могут подвергаться воздействию радиоактивных веществ и других источников излучения, применяемых в учреждениях и удаляемых во внешнюю среду с отходами. В качестве дозового предела для лиц категории Б устанавливается годовой предел дозы (ПД). Все другие нормы, связанные с ионизирующими излучениями, в том числе допустимые уровни загрязнения кожных покровов, наружных частей оборудования и т. д. радиоактивными веществами, установлены НРБ–99 и ОСП-72/90.
В табл. 11 приведены основные дозовые пределы облучения. Пределы облучения персонала и населения, указанные в таблице, не включают в себя дозы от природных и медицинских источников ионизирующего излучения, а также дозы, полученные в результате радиационных аварий. На эти виды облучения в НРБ–99 устанавливаются специальные ограничения.
Таблица 11
Основные дозовые пределы облучения (извлечение из НРБ–2009)
|
Нормируемые величины |
Дозовые пределы, Зв |
|
|
Лица из персонала* (группа А) |
Лица из населения |
|
|
Эффективная доза |
20 мЗв год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год |
1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год |
|
Эквивалентная доза за год: – в хрусталике; – кистях и стопах | ||
|
* Дозы облучения, как и все остальные допустимые производные уровни персонала группы Б, не должны превышать ¼ значений для персонала группы А. Далее все нормативные значения для категории персонала приводятся только для группы А. ** Относится к среднему значению в покровном слое толщиной 5 мг/см 2 . На ладонях толщина покровного слоя – 40 мг/см 2 |
||
Защита от ионизирующих излучений
Защита работающих с радиоактивными изотопами от ионизирующих излучений осуществляется системой технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий. Основными методами защиты являются:
защита временем: чем меньше время облучения, тем меньше полученная доза;
защита экранированием: д ля защиты от-излучения достаточен лист бумаги. Применяют также экраны из плексигласа и стекла толщиной в несколько миллиметров. Экраны для защиты от-излучений изготовляют из материалов с малой атомной массой (алюминий) либо из плексигласа и карболита. Для защиты от-излучений применяют материалы с большой атомной массой и высокой плотностью: свинец, вольфрам и т. п. Для защиты от нейтронного излучения применяют материалы, содержащие водород (вода, парафин), а также бериллий, графит и др. Толщина защитных экранов определяется по специальным таблицам и номограммам.
Важное значение имеет организация работ с источниками ионизирующих излучений. Помещения, предназначенные для работы с радиоактивными изотопами, должны быть отдельными, изолированными от других помещений и специально оборудованными. Желательно в одном помещении проводить работу с веществами одной активности, что облегчает устройство защитных средств. Стены, потолки и двери делают гладкими, чтобы они не имели пор и трещин. Все углы в помещении закругляют для облегчения уборки помещений от радиоактивной пыли. Стены покрывают масляной краской на высоту 2 м, а при возможности поступления в воздушную среду помещений радиоактивных паров или аэрозолей как стены, так и потолки покрывают масляной краской полностью.
Полы изготовляют из плотных материалов, которые не впитывают жидкости, применяя для этого линолеум, полихлорвиниловый пластикат и т. п. Края линолеума и пластиката поднимают на высоту 20 см по стенам и тщательно заделывают.
В помещении необходимо предусматривать воздушное отопление. Обязательно устройство приточно-вытяжной вентиляции не менее чем с пятикратным обменом воздуха. В рабочих помещениях ежедневно проводят влажную уборку и не реже 1 раза в месяц – генеральную уборку с мытьём горячей мыльной водой стен, окон, дверей и всей мебели. Уборочный инвентарь из помещений не выносят и хранят в закрывающихся шкафах или металлических ящиках.
Средства индивидуальной защиты
При работе с радиоактивными изотопами в качестве спецодежды можно применять халаты, комбинезоны и полукомбинезоны из неокрашенной хлопчатобумажной ткани, а также хлопчатобумажные тапочки.
При опасности значительного загрязнения помещения радиоактивными изотопами поверх хлопчатобумажной одежды следует надевать плёночную одежду (нарукавники, брюки, фартук, халат, костюм), закрывающие всё тело или только места наибольшего загрязнения.
При использовании средств индивидуальной защиты следует обращать внимание на последовательность их надевания и снятия. Несоблюдение этого ведёт к загрязнению рук, одежды, оборудования.
Надевать и снимать перчатки следует так, чтобы их внешняя сторона не коснулась внутренней и чтобы голые пальцы не притрагивались к внешней загрязнённой стороне.
Дозиметрический контроль
Безопасность работы с источниками излучений можно обеспечить, организуя систематический дозиметрический контроль за уровнями внешнего и внутреннего облучения персонала, а также за уровнем радиации в окружающей среде.
В настоящее время существуют следующие методы контроля за радиоактивными излучениями:
ионизационный – основан на способности некоторых газов под воздействием излучений становиться проводниками тока;
сцинтилляционный – основан на способности некоторых твёрдых и жидких веществ люминесцировать под воздействием излучений;
фотографический – основан на способности фотоэмульсионного слоя под воздействием излучений темнеть после проявления;
химический – основан на способности некоторых веществ под воздействием излучений изменять свой цвет.
Все дозиметрические приборы делятся на две группы:
индикаторные – для быстрого обнаружения источников излучения;
измерительные – для количественных измерений дозы и мощности излучения.
В правилах ОСП-72/80 оговорён строгий порядок радиационного контроля, в том числе и индивидуального, цель которого – контроль соблюдения норм радиационной безопасности, санитарных правил и получение информации о дозе облучения персонала.
Во всех учреждениях, где проводятся работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, служба радиационной безопасности проводит дозиметрический и радиометрический контроль. Частоту дозиметрических замеров и характер необходимых измерений устанавливает администрация по согласованию с местными органами санитарного надзора.
В зависимости от характера проводимых работ контролю подлежат:
уровень загрязнения радиоактивными веществами поверхностей и оборудования, кожных покровов и одежды работающего;
выбросы радиоактивных веществ в атмосферу;
сбор, удаление и обезвреживание радиоактивных твёрдых и жидких отходов;
уровень загрязнения объектов внешней среды за пределами учреждения;
уровень загрязнения радиоактивными веществами транспортных средств.
Если при профессиональном облучении индивидуальные дозы могут превышать 0,3 годовых ПДД, то устанавливают индивидуальный дозиметрический контроль и специальное медицинское наблюдение. При меньших значениях доз ограничиваются контролем мощности дозы внешних потоков излучения и концентрации радиоактивных веществ в рабочих помещениях.
Противорадиационная защита населения включает: оповещение о радиационной опасности, использование коллективных и индивидуальных средств защиты, соблюдение режима поведения населения на зараженной радиоактивными веществами территории. Защиту продуктов питания и воды от радиоактивного заражения, использование медицинских средств индивидуальной защиты, определение уровней заражения территории, дозиметрический контроль за облучением населения и экспертизу заражения радиоактивными веществами продуктов питания и воды.
По сигналам оповещения Гражданской обороны «Радиационная опасность» население должно укрыться в защитных сооружениях. Как известно, они существенно (в несколько раз) ослабляют действие проникающей радиации.
Из-за опасности получить радиационное поражение нельзя приступать к оказанию первой медицинской помощи населению при наличии на местности высоких уровней радиации. В этих условиях большое значение имеет оказание само- и взаимопомощи самим пострадавшим населением, строгое соблюдение правил поведения на заражённой территории.
На территории, заражённой радиоактивными веществами, нельзя принимать пищу, пить воду из заражённых водоисточников, ложиться на землю. Порядок приготовления пищи и питания населения определяется органами Гражданской обороны с учётом уровней радиоактивного заражения местности.
Для защиты от воздуха, заражённого радиоактивными частицами можно применять противогазы и респираторы (для шахтёров). Также есть общие методы защиты такие как:
ь увеличение расстояния между оператором и источником;
ь сокращение продолжительности работы в поле излучения;
ь экранирование источника излучения;
ь дистанционное управление;
ь использование манипуляторов и роботов;
ь полная автоматизация технологического процесса;
ь использование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности;
ь постоянный контроль над уровнем излучения и за дозами облучения персонала.
К средствам индивидуальной защиты можно отнести противорадиационный костюм с включением свинца. Лучшим поглотителем гамма-лучей является свинец. Медленные нейтроны хорошо поглощаются бором и кадмием. Быстрые нейтроны предварительно замедляются с помощью графита.
Скандинавская компания Handy-fashions.com занимается разработкой защиты от излучения мобильных телефонов, так, например, она представила жилет, кепку и шарф предназначенные для защиты от вредного изучения мобильных телефонов. Для их производства используется специальная антирадиационная ткань. Только карман на жилетке выполнен из обычной ткани для устойчивого приёма сигнала. Стоимость полного защитного комплекта от 300 долларов.
Защита от внутреннего облучения заключается в устранении непосредственного контакта работающих с радиоактивными частицами и предотвращение попадания их в воздух рабочей зоны.
Необходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности, в которых приведены категории облучаемых лиц, дозовые пределы и мероприятия по защите, и санитарными правилами, которые регламентируют размещение помещений и установок, место работ, порядок получения, учета и хранения источников излучения, требования к вентиляции, пылегазоочистке, обезвреживанию радиоактивных отходов и др.
Также для защиты помещений с персоналом, в Пензенской государственной архитектурно-строительной академии ведутся разработки по созданию «высокоплотной мастики для защиты от радиации». В состав мастик входят: связующее - резорцино-формальдегидная смола ФР-12, отвердитель - параформальдегид и наполнитель - материал высокой плотности.
Защита от альфа-, бета -, гамма-лучей.
Основные принципы радиационной безопасности заключаются в непревышении установленного основного дозового предела, исключении всякого необоснованного облучения и снижении дозы излучения до возможно низкого уровня. С целью реализации этих принципов на практике обязательно контролируются дозы облучения, полученные персоналом при работе с источниками ионизирующих излучений, работа проводится в специально оборудованных помещениях, используется защита расстоянием и временем, применяются различные средства коллективной и индивидуальной защиты.
Для определения индивидуальных доз облучения персонала необходимо систематически проводить радиационный (дозиметрический) контроль, объем которого зависит от характера работы с радиоактивными веществами. Каждому оператору, имеющему контакт с источниками ионизирующих излучений, выдается индивидуальный дозиметр1 для контроля полученной дозы гамма-излучений. В помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, необходимо обеспечить и общий контроль за интенсивностью различных видов излучений. Эти помещения должны быть изолированы от прочих помещений, оснащены системой приточно-вытяжной вентиляции с кратностью воздухообмена не менее пяти. Окраска стен, потолка и дверей в этих помещениях, а также устройство пола выполняются таким образом, чтобы исключить накопление радиоактивной пыли и избежать поглощения радиоактивных аэрозолей. Паров и жидкостей отделочными материалами (окраска стен, дверей и в некоторых случаях потолков должна производиться масляными красками, полы покрываются материалами, не впитывающими жидкости, - линолеумом, полихлорвиниловым пластикатом и др.). Все строительные конструкции в помещениях, где проводится работа с радиоактивными веществами, не должны иметь трещин и несплошностей; углы закругляют для того, чтобы не допустить скопления в них радиоактивной пыли и облегчить уборку. Не менее одного раза в месяц проводят генеральную уборку помещений с обязательным мытьем горячей мыльной водой стен, окон, дверей, мебели и оборудования. Текущая влажная уборка помещений проводится ежедневно.
Для уменьшения облучения персонала все работы с этими источниками проводят с использованием длинных захватов или держателей. Защита временем заключается в том, что работу с радиоактивными источниками проводят за такой период времени, чтобы доза облучения, полученная персоналом, не превышала предельно допустимого уровня.
Коллективные средства защиты от ионизирующих излучений регламентируются ГОСТом 12.4.120-83 «Средства коллективной защиты от ионизирующих излучений. Общие требования». В соответствии с этим нормативным документом основными средствами защиты являются стационарные и передвижные защитные экраны, контейнеры для транспортирования и хранения источников ионизирующих излучений, а также для сбора и транспортировки радиоактивных отходов, защитные сейфы и боксы и др.
Стационарные и передвижные защитные экраны предназначены для снижения уровня излучения на рабочем месте до допустимой величины. Если работу с источниками ионизирующих излучений проводят в специальном помещении - рабочей камере, то экранами служат ее стены, пол и потолок, изготовленные из защитных материалов. Такие экраны носят название стационарных. Для устройства передвижных экранов используют различные щиты, поглощающие или ослабляющие излучение.
Экраны изготавливают из различных материалов. Их толщина зависит от вида ионизирующего излучения, свойств защитного материала и необходимой кратности ослабления излучения k. Величина k показывает, во сколько раз необходимо понизить энергетические показатели излучения (мощность экспозиционной дозы, поглощенную дозу, плотность потока частиц и др.), чтобы получить допустимые значения перечисленных характеристик. Например, для случая поглощенной дозы k выражается следующим образом:
где D - мощность поглощенной дозы; D0 - допустимый уровень поглощенной дозы.
Для сооружения стационарных средств защиты стен, перекрытий, потолков и т.д. используют кирпич, бетон, баритобетон и баритовую штукатурку (в их состав входит сульфат бария - BaSO4). Эти материалы надежно защищают персонал от воздействия гамма- и рентгеновского излучения.
Для создания передвижных экранов используют различные материалы. Защита от альфа-излучения достигается применением экранов из обычного или органического стекла толщиной несколько миллиметров. Достаточной защитой от этого вида излучения является слой воздуха в несколько сантиметров. Для защиты от бета-излучения экраны изготавливают из алюминия или пластмассы (органическое стекло). От гамма- и рентгеновского излучения эффективно защищают свинец, сталь, вольфрамовые сплавы. Смотровые системы изготавливают из специальных прозрачных материалов, например, свинцового стекла. От нейтронного излучения защищают материалы, содержащие в составе водород (вода, парафин), а также бериллий, графит, соединения бора и т.д. Бетон также можно использовать для защиты от нейтронов.
Защитные сейфы применяются для хранения источников гамма-излучения. Они изготавливаются из свинца и стали.
Для работы с радиоактивными веществами, обладающими, альфа- и бета-активностью, используют защитные перчаточные боксы.
Защитные контейнеры и сборники для радиоактивных отходов изготавливаются из тех же материалов, что и экраны - органического стекла, стали, свинца и др.
При проведении работ с источниками ионизирующих излучений опасная зона должна быть ограничена предупреждающими надписями.
Опасная зона - это пространство, в котором возможно воздействие на работающего опасного и (или) вредного производственных факторов (в данном случае - ионизирующих излучений).
Принцип действия приборов, предназначенных для контроля за персоналом, который подвергается воздействию ионизирующих излучений, основан на различных эффектах, возникающих при взаимодействии этих излучений с веществом. Основные методы обнаружения и измерения радиоактивности - ионизация газа, сцинтилляционные и фотохимические методы. Наиболее часто используется ионизационный метод, основанный на измерении степени ионизации среды, через которую прошло излучение.
Сцинтилляционные методы регистрации излучений основаны на способности некоторых материалов, поглощая энергию ионизирующего излучения, превращать ее в световое излучение. Примером такого материала может служить сульфид цинка (ZnS). Сцинтилляционный счетчик представляет собой фотоэлектронную трубку с окошком, покрытым сульфидом цинка. При попадании внутрь этой трубки излучения возникает слабая вспышка света, которая приводит к возникновению в фотоэлектронной трубке импульсов электрического тока. Эти импульсы усиливаются и подсчитываются.
Существуют и другие методы определения ионизирующих излучений, например калориметрические, которые основаны на измерении количества тепла, выделяющегося при взаимодействии излучения с поглощающим веществом.
Приборы дозиметрического контроля делятся на две группы: дозиметры, используемые для количественного измерения мощности дозы, и радиометры или индикаторы излучения, применяемые для быстрого обнаружения радиоактивных загрязнений.
Из отечественных приборов применяются, например, дозиметры марок ДРГЗ-04 и ДКС-04. Первый используется для измерения гамма- и рентгеновского излучения в диапазоне энергий 0,03-3,0 МэВ. Шкала прибора проградуирована в микрорентген/секунду (мкР/с). Второй прибор используется для измерения гамма- и бета-излучения в энергетическом диапазоне 0,5- 3,0 МэВ, а также нейтронного излучения (жесткие и тепловые нейтроны). Шкала прибора проградуирована в миллирентгенах в час (мР/ч). Промышленость выпускает также бытовые дозиметры, предназначенные для населения, например, бытовой дозиметр «Мастер-1» (предназначен для измерения дозы гамма-излучения), дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01 («Сосна»).
ядерный радиационный смертельный ионизирующий
