Іонізуючі випромінювання, радіаційна безпека

Основні характеристики іонізуючих випромінювань

Іонізуючі випромінювання існували на Землі ще задовго до появи на ній людини. Проте вплив іонізуючих випромінювань на організм людини був виявлений лише наприкінці XIX століття з відкриттям французького вченого А. Беккереля, а потім дослі­дженнями П'єра і Марії Кюрі явища радіоактивності.

Поняття «іонізуюче випромінювання» об'єднує різноманітні види різних за своєю природою випромінювань. Подібністьїхполягає в тому, що всі вони відрізняються високою енергією, мають властивість іонізувати і руйнувати біологічні об'єкти.

Іонізуюче випромінювання — це будь-яке випромінювання, взаємодія якого із середовищем приводить до утворення елек­тричних зарядів різних знаків. Розрізняють корпускулярне і фотонне іонізуюче випромінювання.

Корпускулярне — потік елементарних часток із масою спо­кою, відмінною від нуля, що утворюються при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях або генеруються на прискорюва­чах. Це — альфа і бета-частинки, нейтрони, протони та ін.

Фотонне — потік електромагнітних коливань, що поширю­ється у вакуумі з постійною швидкістю 300000 км/с. Це гамма-випромінювання, характеристичне і рентгенівське випромінювання. Вони різняться умовами утворення і властивостями: довжиною хвилі й енергією. До фотонного випромінювання належить й уль­трафіолетове випромінювання — найбільш короткохвильова час­тина спектра сонячного світла (довжина хвилі 400 нм), яке не є іонізуючим, але вплив його на біологічні об'єкти багато в чому подібний до дії іонізуючих променів.

Випромінювання характеризуються за своєю іонізуючою і про­никаючою спроможностями.

Джерела іонізуючих випромінювань

Джерела іонізуючих випромінювань поділяють на природні та штучні (антропогенні). Основну частину опромінення населення земної кулі одержує від природних джерел випромінювання. Біль­шість із них такі, що уникнути опромінення від них неможливо. Протягом всієї історії існування Землі різні види випромінювання падають на поверхню Землі із Космосу і надходять від радіоак­тивних речовин, що знаходяться у земній корі.

Радіаційний фон, що утворюється космічними променями, дає майже половину зовнішнього опромінення, яке одержує насе­лення від природних джерел радіації. Космічні промені в основ­ному приходять до нас із глибин Всесвіту, але деяка їх частина виникає на Сонці під час сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи повторне випромінювання і призводячи до утво­рення різноманітних радіонуклідів. Опроміненню від природних джерел радіації піддаються всі жителі Землі, проте одні з них одержують більші дози, а інші — менші. Це залежить, зокрема, від того, де вони живуть. Рівень радіації в деяких місцях залягання радіоактивних порід земної кулі є значно вищим від середнього, а в інших місцях — відповідно нижчим. Доза опромінення залежить також і від способу життя людей.

Людина піддається опроміненню двома способами — зовніш­нім та внутрішнім. Якщо радіоактивні речовини знаходяться поза організмом і опромінюють його ззовні, то у цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. А якщо ж вони знаходяться у повітрі, яким дихає людина, або у їжі чи воді і потрапляють все­редину організму через органи дихання та кишково-шлунковий тракт, то таке опромінення називають внутрішнім.

Штучними джерелами іонізуючих випромінювань є ядерні вибухи, ядерні установки для виробництва енергії, ядерні реак­тори, прискорювачі заряджених частинок, рентгенівські апарати, прилади апаратури засобів зв'язку високої напруги тощо.

Опромінення населення України в останні роки за рахунок штучних джерел радіації в основному пов'язане з наслідками ава­рії на Чорнобильській АЕС, а також експлуатацією і «дрібними» аваріями на інших АЕС. Про це достатньо багато і докладно напи­сано в літературі.

Основний внесок в опроміненні людини від техногенних дже­рел іонізуючого випромінювання дають на сьогодні медичні про­цедури і методи лікування, пов'язані із застосуванням радіоактив­ності, джерел радіації.

Радіацію використовують у медицині як із діагностичною метою, так і для лікування. Одним із найпоширеніших медичних приладів є рентгенівський апарат. Також все більше поширюються й нові складні діагностичні методи, що спираються на викорис­тання радіоізотопів. Одним із засобів боротьби з раком, як не дивно, є променева терапія.

Біологічна дія іонізуючих випромінювань

Під дією іонізуючого випромінювання на організм людини атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого від­буваються складні фізико-хімічні процеси, що впливають на характер їхньої подальшої життєдіяльності. Іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і ураження всього організму. Таку дію іонізуючого випромінювання називають прямою.

Крім прямої дії, ураження організму відбувається через непряму дію іонізуючого випромінювання, яка зумовлена радіо­лізом, тобто розпадом молекул води під дією іонізації. Вода, як відомо, становить до 70% маси тканин організму людини. При її іонізації утворюються вільні радикали, які мають високу реакційну спроможність і утворюють різні пероксидні сполуки (Н₂О₂, НО₂ тощо), що є сильними окислювачами. Останні вступа­ють у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйну­ючи їх, у результаті чого утворюються з'єднання, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних проце­сів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.

Необхідно зазначити деякі особливості дії іонізуючого випро­мінювання на організм людини:

— органи чуттів не реагують на випромінювання;

— малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і нако­пичуватися в організмі (кумулятивний ефект);

— випромінювання діє не тільки на цей живий організм, але і на його спадкоємців (генетичний ефект);

— різні органи організму мають певну чутливість до випромі­нювання.

Найсильнішому впливу піддаються клітини червоного кістко­вого мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень розподілу. Природно, що при одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому що в дітей усі клітини пере­бувають у стадії поділу.

Ефекти, викликані дією радіаційних випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень класифікуються на три групи: соматичні, соматико-стохастичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи ураження — ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби.

Існують різноманітні норми радіоактивного зараження: разові, сумарні, гранично припустимі тощо. Про них викладено у спеці­альних довідниках.

Гранично припустимою дозою (ГПД) загального опромінення людини вважається доза, що у світлі сучасних знань не повинна викликати значних ушкоджень організму протягом життя.

Радіаційна безпека

Питання захисту людини від негативного впливу іонізуючого випромінювання виникли майже одночасно з відкриттям рентге­нівського випромінювання і радіоактивного розпаду. Цебулозумовлено надзвичайно швидким розвитком застосування вперше відкритих випромінювань в науці та на практиці, і виявленням негативного впливу випромінювання на організм людини.

Заходи радіаційної безпеки, що використовуються на підпри­ємствах, як правило, потребують проведення цілого комплексу різноманітних захисних засобів і залежать від конкретних умов роботи з джерелами іонізуючих випромінювань, передусім від типу джерела випромінювання (закрите чи відкрите).

Закритими називають будь-які джерела іонізуючого випро­мінювання, будова яких виключає проникнення радіоактивних речовин у навколишнє середовище при передбачених умовах їхньої експлуатації і зносу. Це — гамма-пристрої різноманітного призначення; нейтронні, бета- і гамма-випромінювачі; рентгенів­ські апарати і прискорювачі заряджених часток. При роботііззакритими джерелами іонізуючого випромінювання персонал може зазнавати тільки зовнішнього опромінення.

Основні принципи забез­печення радіаційної безпеки:

1) зменшення потужності джерел до мінімальнихрозмірів(«захист кількістю»);

2) скорочення часу роботи з джерелом («захист часом»);

3) збільшення відстані від джерел до людей, що працюють («захист відстанню»);

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

Відкритими називають такі джерела іонізуючого випроміню­вання, при використанні яких можливе потрапляння радіоактив­них речовин у навколишнє середовище. При цьому може відбува­тися не тільки зовнішнє, а й додаткове внутрішнє опромінення персоналу. Це може відбутися при надходженні радіоактивних ізотопів у навколишнє робоче середовище у вигляді газів, аерозо­лів, а також твердих і рідких радіоактивних відходів. Джерелами аерозолів можуть бути не лише виробничі операції, а й забруд­нені радіоактивними речовинами робочі поверхні, спецодяг і взуття.

Основні принципи захисту:

1) використання засобів захисту, що застосовуються при роботі із закритими джерелами випромінювання;

2) герметизація виробничого устаткування з метою ізоляції процесів, що можуть стати джерелами надходження радіо­активних речовин у зовнішнє середовище;

3) заходи планувального характеру;

4) застосування санітарно-технічних засобів і устаткування, використання спеціальних захисних матеріалів;

5) використання засобів індивідуального захисту і санітарної обробки персоналу;

6) виконання правил особистої гігієни;

7) очищення від радіоактивних забруднень поверхонь будівель­них конструкцій, апаратури і засобів індивідуального захисту.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: