С ионизирующим излучением и его особенностями человечество познакомилось совсем недавно: в 1895 году немецкий физик В. К. Рентген обнаружил лучи высокой проникающей способности, возникающие при бомбардировке металлов энергетическими электронами (Нобелевская премия, 1901 г.), а в 1896 г. А. А. Беккерель обнаружил естественную радиоактивность солей урана.
Нет необходимости говорить о том положительном, что внесло в нашу жизнь проникновение в структуру ядра, высвобождение таившихся там сил. Но как всякое сильнодействующее средство, особенно такого масштаба, радиоактивность внесла в среду обитания человека вклад, который к благотворным никак не отнесёшь.
Появилось также число пострадавших от ионизирующей радиации, а сама она начала осознаваться как опасность, способная привести среду обитания человека в состояние, не пригодное для дальнейшего существования.
или сближением с источником радиации. Человек может находиться в поле смертельно опасного для него излучения и не иметь об этом ни малейшего представления.
Такими опасными элементами, в которых соотношение числа протонов и нейтронов превышает 1…1,6, т. е. Р > 1…1,6. В настоящее время из всех элементов таблицы Д. И. Менделеева известно более 1500 изотопов. Из этого количества изотопов лишь около 300 стабильных и около 90 являются естественными радиоактивными элементами.
оружия, отходы атомных электростанций при авариях на них.
Понятие ионизирующего излучения. Основные методы обнаружения ИИ.
Радиационная опасность для населения и всей окружающей среды связана с появлением ионизирующих излучений (ИИ), источником которых являются искусственные радиоактивные химические элементы (радионуклиды), которые образуются в ядерных реакторах или при ЯВ. Радионуклиды могут попадать в окружающую среду в результате аварий на радиационно-опасных объектах (АЭС и др. объектах ядерного топливного цикла – ЯТЦ), усиливая радиационный фон земли.
Ионизирующими излучениями
называют излучения, которые прямо или косвенно способны ионизировать среду (создавать раздельные электрические заряды). Вообще к ИИ относят: рентгеновское и g-излучения; излучения, состоящие из потока заряженных (a+
, b±, протонов р+
При авариях реакторов образуются a+
,b±
частицы и g-излучение. При ЯВ дополнительно образуются нейтроны -n°
.
Рентгеновское и g
-излучение
обладают высокой проникающей и достаточно ионизирующей способностью (gв воздухе может распространяться до 100м и косвенно создать 2-3 пары ионов за счёт фотоэффекта на 1 см пути в воздухе). Они представляют собой основную опасность как источники внешнего облучения. Для ослабления g-излучения требуются значительные толщи материалов.
-
и позитроны b+
) краткобежны в воздухе (до 3,8м/МэВ), а в биоткани – до несколько миллиметров. Их ионизирующая способность в воздухе 100-300 пар ионов на 1 см пути. Эти частицы могут действовать на кожу дистанционно и контактным путём (при загрязнении одежды и тела), вызывая «лучевые ожоги». Опасны при попадании внутрь организма.
Альфа – частицы
(ядра гелия) a+
краткобежны в воздухе (до 11 см), в биоткани до 0,1 мм. Они обладают большой ионизирующей способностью (до 65000 пар ионов на 1 см пути в воздухе) и особо опасны при попадании внутрь организма с воздухом и пищей. Облучение внутренних органов значительно опаснее наружного облучения.
Заметим, что ионизирующая способность альфа и бета – частиц будет во многом зависеть от энергии, с которой они покидают «материнское» («дочернее») ядро. Проходя через среду (биологическую ткань) ИИ ионизируют ее, что приводит к физико-химическим или биологическим изменениям свойств среды(ткани). При ионизации организма нарушаются обменные процессы, нормальное функционирование нервной, эндокринной, имунной, дыхательной, сердечно-сосудистой и др. систем, в результате чего люди (животные) заболевают. Элементы технических устройств, особенно радиоэлектронной аппаратуры, при ионизации теряют или изменяют свои свойства и параметры, а при сильном облучении могут выйти из строя. Короче говоря, все живое и «неживое» не терпит излишнего облучения.
Последствия облучения для людей могут быть самыми различными. Они во многом определяются величиной дозы облучения и временем её накопления. Возможные последствия облучения людей при длительном хроническом облучении, зависимость эффектов от дозы однократного облучения приведены на рис. 1.
Таблица 1.
Последствия облучения людей.
Радиационные эффекты облучения
|
Вероятностные телесные (соматические-стохастические).
|
Гинетические.
Условно не имеют дозового порога.
|
Острая лучевая болезнь
|
Сокращение продолжительности жизни. |
Доминантные генные мутации. |
Хроническая лучевая болезнь. |
Лейкозы (скрытый период 7-12 лет). |
Рецессивные генные мутации. |
Локальные лучевые повреждения. |
Опухоли разных органов (скрытый период до 25 лет и более). |
Хромосомные абберации. |
своевременно обнаружить и количественно оценить. Воздействуя на различные среды ИИ вызывают в них определенные физико-химические изменения, которые можно зарегистрировать. На этом основаны различные методы обнаружения ИИ.
-ионизационный, в котором используется эффект ионизации газовой среды, вызываемой воздействием на неё ИИ, и как следствме – изменение ее электропроводности;
-сцинтилляционный, заключающийся в том, что в некоторых веществах под воздействием ИИ образуются вспышки света, регистрируемые непосредственным наблюдением или с помощью фотоумножителей;
-химический, в котором ИИ обнаруживаются с помощью химических реакций, изменения кислотности и проводимости, происходящих при облучении жидкостных химических систем;
-фотографический, заключающийся в том, что при воздействии ИИ на фотопленку на ней в фотослое происходит выделение зерен серебра вдоль траектории частиц.
-метод, основанный на проводимости кристаллов, т. е. когда под воздействием ИИ возникает ток в кристаллах, изготовленных из диэлектрических материалов и изменяется проводимость кристаллов из полупроводников и др.
Основы радиоактивной безопасности. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).
Под радиационной безопасностью понимается состояние защищённости настоящего и будущего поколения людей, материальных средств и окружающей среды от вредного воздействия ИИ.
Радиационная безопасность регламентируется помимо Закона «О радиационной Безопасности» - НРБ-99.
Таблица 2.
[1]
Доза
|
Эффект
|
Грей
|
Рад
|
50 |
5000 |
Пороговая доза поражения центральной нервной системы («электронная смерть») |
6,0 |
600 |
Минимальная абсолютно-смертельная доза |
4,0 |
400 |
Средне-смертельная доза (доза 50% выживания) |
1,5 |
150 |
Доза возникновения первичной лучевой реакции (в зависимости от дозы облучения различают четыре степени острой лучевой болезни: 100-200 рад – 1ст., 200-400 рад – 2 ст., 400-600 рад – 3 ст., свыше 600 рад – 4ст.) |
1,0 |
100 |
Порог клинических эффектов |
0,1 |
10 |
Уровень удвоения генных мутаций |
а) облучение персонала и населения в условиях радиационной аварии;
б) облучение персонала и населения в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников ИИ;
в) облучение работников предприятий и населения природными источниками ИИ;
г) медицинское облучение населения.
2. Требования НРБ не распространяются на источники ИИ, создающие годовую эффективную дозу не более 10 мкЗв (1 мбэр) и коллективную годовую дозу не более 1 чел - Зв при любых условиях их использования, а также на космическое излучение на поверхности земли и облучение, создаваемое содержащимися в организме человека калием-40, на которые практически невозможно влиять. Освобождаются автоматически от регламентации следующие источники: генераторы излучений, разрешённые органами Госсанэпиднадзора без радиационного контроля; генераторы, мощность которых в условиях нормальной эксплуатации создаёт мощность эквивалентной дозы в любой точке на расстоянии 0,1 м от любой доступной поверхности аппаратуры не превышает 1,0мкЗв/ч (0,1 мбэр/ч); генераторы излучения, максимальная энергия которых не превышает 5 кэВ; радиоактивные вещества, удельная или суммарная активность которых меньше установленных норм ( приводятся в специальном приложении НРБ).
3. Устанавливаются ряд терминов и определений. Основные дозиметрические величины и единицы их измерения приведены в таблице
4. Установлен нижний предел радиоактивного загрязнения.
Под ним понимается присутствие РВ техногенного происхождения на поверхности или внутри материала или тела человека, в воздухе или в др. месте, которые может привести к облучению в индивидуальной дозе более 10 мкЗв/год (1 мбэр/год).
5. Установлены следующие категории облучаемых лиц:
а) персонал (лица, работающие с техногенными источниками – группа А, или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия – группа Б);
б) всё население, включая лиц из персонала вне сферы и условий их производственной деятельности.
Для всех категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:
б) допустимые уровни монофакторного (для одного радионуклида или одного вида внешнего излучения, пути поступления) воздействия, являющиеся производными от основных дозовых пределов: пределы годового поступления, допустимые среднегодовые объёмные активности ДОА) и удельные активности ДУА) и т. д.
Причём в практике дозиметрических измерений могут также широко использоваться:
-Эффективная - коллективная, полувековая и другие дозы;
2
) или Ки/км2
Таблица 3.
Основные дозиметрические величины и единицы их измерения.
Величины и их символы
|
в СИ
|
Внесистемные
|
|
Активность, А – мера радиоактивности. Характеризует скорость ядерных превращений (распада)радионуклидов |
Бк-беккерель |
Ки
- кюри |
1Бк=1расп/с=2,7*10-11
1Ки=3,7*1010
Бк
|
Экспозиционная доза, Х-ионизации воздуха.
Характеризует потенциальную возможность поля ИИ к облучению тел (вещества)
|
Кл/кг-
Кулон на
килограмм
|
|
1Кл/кг=3,88*103
;
1Р=2,58*10-4
Кл/кг=2,08*1093
воздуха;
1Р=0,93 рад – в ткани
|
Поглощенная доза, Д –
Мера радиационного эффекта облучения. Характеризует энергию излучения, переданную телу определенной массы. Фундаментальная дозиметрическая величина
|
Гр –
грей
|
Рад–рад (радиационная адсорбированная доза) |
1Гр=1Дж/кг=100рад;
1Рад=100эрг/г=10-2
Гр
|
Эквивалентная доза, Н – мера биологического эффекта облучения в зависимости от вида ИИ. Произведение поглощенной дозы данного вида излучения на соответствующий взвешивающий коэффициент. WRi
=WRi
*
Di
|
Зв –
|
Бэр-бэр
(биологический эквивалент рада)
|
1Зв=1Гр*W
1Бэр=1рад*
W
Wк
(Q,K)
|
T
в органе на соответствующий взвешивающий коэффициент WT
,E=SWT
HT
|
|
Бэр-бэр
|
Если WT
=
0,20- гонады
0,12- костный мозг, кишечник, лёгкие, желудок
0,05- щит. Железа, печень, пищевод
0,01- кожа
SWT
=1
|
Мощность дозы - приращение дозы (поглощенной, эквивалентной, эффективной) за интервал времени к этому интервалу: Р=dД/dt |
|
Таблица 4.
.
Нормируемые величины |
Дозовые пределы |
Лица из персонала (группа А) |
|
|
20мЗв(2бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50мЗв (5бэр) в год |
1мЗв (0,1 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5млЗв (0,5 бэр) в год |
В хрусталике
В коже
В кистях и стопах
|
150мЗв(15бэр)
500мЗв (50бэр)
500мЗв
|
15мЗв(1,5бэр)
50мЗв(5бэр)
50мЗв
|
Основные дозовые пределы не включают в себя дозы от природных, аварийных и медицинских источников ИИ.
6. Ограничение облучения для населения:
-при проектировании новых зданий жилищного и общественного назначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентная объёмная активность изотопов радона и торона в воздухе помещений А Rnэкв +
Tnэкв
не превышала 100 Бк/м3
, а мощность дозы g-изл. не превышала мощности дозы на открытой местности более чем на 0,3мкЗв/ч. При больших значениях должны проводиться различные защитные мероприятия. Если же показатели превышают нормативы, то ставится вопрос о переселении жильцов (с их согласия) и перепрофилировании помещений или их сносе;
-удельная эффективная активность (Аэфф в пределах населённых пунктов и сооружений 2класса; 2,8 КБк/кг- для материалов, используемых в дорожном строительстве вне населённых пунктов – 3 класса;
-эффектная доза за счет естественных р/н в питьевой воде не должна превышать 0,2 мЗв;
-при радиационных авариях доза облучения на все тело не должна превышать 1 Гр (100 рад) за 2-е суток. При превышении этой дозы необходимы срочное вмешательство и меры защиты.
Критерии для принятия решений в различных ситуациях. Требования к контролю за выполнением норм.
Таблица 5.
Критерии для принятия неотложных решений в начальном периоде радиационной аварии.
Меры защиты
|
Предотвращаемая доза за первые 10 суток, мГр
|
|
|
Уровень А
|
Уровень Б
|
Уровень А
|
Уровень Б
|
Укрытие
|
5 |
50 |
50 |
500 |
Йодная профилактика:
взрослые
дети
|
-
-
|
-
-
|
250*
100*
|
2500*
1000*
|
Эвакуация
|
50 |
500 |
500 |
5000 |
*-
Критерии для принятия решений об отселении и ограничении потребления загрязненных пищевых продуктов.
Меры защиты
|
Предотвращаемая эффективная доза, мЗв |
|
Уровень Б |
Ограничение потребления загрязненных продуктов питания и питьевой воды |
5 за первый год
1/год в последующие годы
|
50 за первый год
10 /год в последующие годы
|
Отселение
|
50 за первый год |
500 за первый год |
1000 за все время отселения |
Таблица 7.
Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после возникновения аварии.
Радионуклиды |
Удельная активность радионуклида в пищевых продуктах, кБк/кг |
Уровень А |
Уровень Б |
131
I,134
Cs,137
Cs |
1 |
10 |
90
Sr |
0,1 |
1,0 |
238
Pu, 239
Pu, 241
Am |
0,01 |
0,1 |
Радиационный контроль является важнейшей частью обеспечения радиационной безопасности, начиная со стадии проектирования радиационно-опасных объектов. Он имеет целью определение степени соблюдения принципов радиационной безопасности и требований нормативов, включая непревышение установленных основных пределов доз и допустимых уровней при нормальной работе, получение необходимой информации для оптимизации защиты и принятия решений о вмешательстве в случае радиационных аварий, загрязнения местности и зданий радионуклидами, а также на территориях и в зданиях с повышенным уровнем природного облучения. Радиационный контроль осуществляется за всеми источниками излучения.
Радиационному контролю подлежат:
-радиационные характеристики источников излучения, выбросов в атмосферу, жидких и твердых радиоактивных отходов;
-радиационные факторы, создаваемые технологическим процессом на рабочих местах и в окружающей среде;
-радиационные факторы на загрязненных территориях и в зданиях с повышенным уровнем природного облучения;
-уровни облучения персонала и населения от всех источников излучения, на которые распространяется действие настоящих Норм.
Основными контролируемыми параметрами являются:
-годовая эффективная и эквивалентная дозы;
-поступление радионуклидов в организм и их содержание в организме для оценки годового поступления;
-объёмная или удельная активность радионуклидов в воздухе, воде, продуктах питания, строительных материалов;
-радиоактивное загрязнение кожных покровов, одежды, обуви, рабочих поверхностей.
Поэтому, администрация организации может вводить дополнительные, более жесткие числовые значения контролируемых параметров – административные уровни.
Причём государственный надзор за выполнением Норм радиационной безопасности осуществляют органы госсанэпиднадзора и другие органы, уполномоченные Правительством Российской Федерации в соответствии с действующими нормативными актами.
Контроль за соблюдением норм в организациях, независимо от форм собственности, возлагается на администрацию этой организации. Контроль за облучением населения возлагается на органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации.
Список использованной литературы:
1) Анофриков В. Е., Бобок С. А., Дудко М. Н., Елистратов Г. Д. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие – М., 1999
3) Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). Минздрав России, 1999.
4) Пряхин В. М., Попов В. Я. Защита населения и территорий в чрезвычайных ситуациях – М., 1997
5) Сборник основных нормативных и правовых актов по вопросам ГО и РСЧС – М., 2003.
[1]
Радиоактивное облучение, полученное в течение первых четырёх суток, принято называть однократными, а за большое время – многократными. Доза радиации, не приводящая к снижению работоспособности (боеспособности) личного состава формирований (личного состава армии во время войны): однократная (в течение первых четырёх суток) – 50 рад; многократная: в течение первых 10-30 суток – 100 рад; в течение трёх месяцев – 200 рад; в течение года – 300 рад. Не путать, речь идёт о потере работоспособности, хотя последствия облучения сохраняются.
|