Ioniseeriva kiirguse mõju inimkehale. Ioniseeriv kiirgus

Ioniseeriv kiirgus on kiirgus, mille koostoime ainega põhjustab selles aines erineva märgiga ioonide moodustumist. Ioniseeriv kiirgus koosneb laetud ja laenguta osakestest, mille hulka kuuluvad ka footonid. Ioniseeriva kiirguse osakeste energiat mõõdetakse süsteemivälistes ühikutes - elektronvoltides, eV. 1 eV = 1,6 10 -19 J.

On korpuskulaarset ja footonilist ioniseerivat kiirgust.

Korpuskulaarne ioniseeriv kiirgus- nullist erineva puhkemassiga elementaarosakeste voog, mis on tekkinud radioaktiivse lagunemise, tuumatransformatsiooni käigus või kiirendites. See hõlmab: α- ja β-osakesi, neutroneid (n), prootoneid (p) jne.

α-kiirgus on osakeste voog, mis on heeliumi aatomi tuumad ja millel on kaks laenguühikut. Erinevate radionukliidide poolt kiiratavate α-osakeste energia jääb vahemikku 2-8 MeV. Sel juhul kiirgavad kõik antud radionukliidi tuumad sama energiaga α-osakesi.

β-kiirgus on elektronide või positronite voog. β-aktiivse radionukliidi tuumade lagunemisel, erinevalt α-lagunemisest, kiirgavad antud radionukliidi erinevad tuumad erineva energiaga β-osakesi, mistõttu on β-osakeste energiaspekter pidev. β-spektri keskmine energia on ligikaudu 0,3 E tah. Praegu teadaolevate radionukliidide β-osakeste maksimaalne energia võib ulatuda 3,0-3,5 MeV-ni.

Neutronid (neutronkiirgus) on neutraalsed elementaarosakesed. Kuna neutronitel puudub elektrilaeng, interakteeruvad nad ainet läbides ainult aatomituumadega. Nende protsesside tulemusena tekivad kas laetud osakesed (tagasilöögi tuumad, prootonid, neutronid) või g-kiirgus, mis põhjustab ionisatsiooni. Vastavalt keskkonnaga suhtlemise olemusele jagatakse need sõltuvalt neutronite energiatasemest tinglikult 4 rühma:

1) termilised neutronid 0,0-0,5 keV;

2) vahepealsed neutronid 0,5-200 keV;

3) kiired neutronid 200 KeV - 20 MeV;

4) relativistlikud neutronid üle 20 MeV.

Footonkiirgus- elektromagnetiliste võnkumiste voog, mis levib vaakumis püsiva kiirusega 300 000 km/s. See hõlmab g-kiirgust, karakteristikku, tõmbekiirgust ja röntgenikiirgust
kiirgus.

Seda tüüpi elektromagnetkiirgus, millel on sama olemus, erinevad nii moodustumise tingimuste kui ka omaduste poolest: lainepikkus ja energia.

Seega eraldub tuumatransformatsioonide või osakeste annihilatsiooni käigus g-kiirgus.

Iseloomulik kiirgus on diskreetse spektriga footonkiirgus, mis kiirgub aatomi energiaseisundi muutumisel, mis on põhjustatud sisemiste elektronkestade ümberstruktureerimisest.

Bremsstrahlung-kiirgus on seotud laetud osakeste kineetilise energia muutumisega, sellel on pidev spekter ja see esineb β-kiirguse allikat ümbritsevas keskkonnas, röntgentorudes, elektronkiirendites jne.

Röntgenkiirgus on bremsstrahlungi ja iseloomuliku kiirguse kombinatsioon, mille footoni energiavahemik on 1 keV - 1 MeV.

Kiirgust iseloomustab nende ioniseeriv ja läbitungiv võime.

Ioniseeriv jõud kiirgus määratakse spetsiifilise ionisatsiooniga, st osakese poolt tekitatud ioonipaaride arvuga söötme massiühiku või teepikkuse ühiku kohta. Erinevat tüüpi kiirgusel on erinevad ioniseerivad omadused.

Tungimine kiirgus määratakse ulatuse järgi. Vahemaa on vahemaa, mille aines osake läbib, kuni see üht või teist tüüpi interaktsiooni tõttu täielikult peatub.

α-osakestel on suurim ioniseerimisvõime ja kõige väiksem läbitungimisvõime. Nende spetsiifiline ionisatsioon varieerub vahemikus 25 kuni 60 tuhat ioonipaari 1 cm teekonna kohta õhus. Nende osakeste liikumiskaugus õhus on mitu sentimeetrit ja pehmetes bioloogilistes kudedes mitukümmend mikronit.

β-kiirgusel on oluliselt väiksem ioniseerimisvõime ja suurem läbitungimisvõime. Spetsiifilise ionisatsiooni keskmine väärtus õhus on umbes 100 paari ioone 1 cm tee kohta ja maksimaalne ulatus ulatub suure energia korral mitme meetrini.

Footonkiirgusel on madalaim ioniseerimisvõime ja kõrgeim läbitungimisvõime. Elektromagnetilise kiirguse ja keskkonnaga suhtlemise kõigis protsessides muudetakse osa energiast sekundaarsete elektronide kineetiliseks energiaks, mis ainet läbides tekitavad ionisatsiooni. Footonkiirguse läbimist ainest ei saa vahemiku mõistega üldse iseloomustada. Elektromagnetilise kiirguse voolu nõrgenemine aines järgib eksponentsiaalseadust ja seda iseloomustab sumbumiskoefitsient p, mis sõltub kiirgusenergiast ja aine omadustest. Kuid olenemata ainekihi paksusest on footonkiirguse voogu täielik neelamine võimatu, kuid selle intensiivsust saate ainult suvalise arvu kordi nõrgendada.

See on oluline erinevus footonkiirguse nõrgenemise olemuses laetud osakeste sumbumisest, mille jaoks on olemas absorbendi kihi minimaalne paksus (vahemik), kus laetud osakeste voog neeldub täielikult.

Ioniseeriva kiirguse bioloogiline mõju. Ioniseeriva kiirguse mõjul inimkehale võivad kudedes toimuda keerulised füüsikalised ja bioloogilised protsessid. Eluskoe ioniseerimise tulemusena katkevad molekulaarsed sidemed ja muutub erinevate ühendite keemiline struktuur, mis omakorda viib rakusurma.

Veelgi olulisem roll bioloogiliste tagajärgede kujunemisel on vee radiolüüsi saadustel, mis moodustavad 60–70% bioloogilise koe massist. Ioniseeriva kiirguse mõjul veele tekivad vabad radikaalid H ja OH ning hapniku juuresolekul ka hüdroperoksiidi (HO 2) ja vesinikperoksiidi (H 2 O 2) vabad radikaalid, mis on tugevad oksüdeerijad. Radiolüüsiproduktid astuvad keemilistesse reaktsioonidesse koemolekulidega, moodustades ühendeid, mis ei ole tervele kehale omased. See toob kaasa üksikute funktsioonide või süsteemide, aga ka kogu keha toimimise häireid.

Vabade radikaalide poolt esile kutsutud keemiliste reaktsioonide intensiivsus suureneb ning need hõlmavad sadu ja tuhandeid molekule, mida kiirgus ei mõjuta. See on ioniseeriva kiirguse toime eripära bioloogilistele objektidele, see tähendab, et kiirguse poolt tekitatud mõju ei määra mitte niivõrd kiiritatud objektis neeldunud energia hulk, vaid vorm, milles see energia edastatakse. Ükski teine ​​energia (soojus-, elektrienergia jne), mida bioloogiline objekt samas koguses neelab, ei too kaasa selliseid muutusi kui ioniseeriva kiirguse põhjustatud.

Ioniseeriv kiirgus võib inimkehaga kokku puutudes põhjustada kahte tüüpi toimeid, mida kliinilises meditsiinis liigitatakse haigusteks: deterministlikud läviefektid (kiiritushaigus, kiirituspõletus, kiirituskatarakt, kiiritusviljatus, loote arengu kõrvalekalded jne) ja stohhastilised ( tõenäosuslikud) mitte-lävimõjud (pahaloomulised kasvajad, leukeemia, pärilikud haigused).

Bioloogiliste protsesside häired võivad olla kas pöörduvad, kui kiiritatud koe rakkude normaalne talitlus on täielikult taastunud, või pöördumatud, põhjustades üksikute elundite või kogu organismi kahjustusi ja kiiritushaigus.

Kiiritushaigust on kahte vormi – äge ja krooniline.

Äge vorm tekib lühikese aja jooksul suurte annustega kokkupuute tagajärjel. Tuhandete radade suuruste annuste korral võib kehakahjustus olla hetkeline (“surm kiirte all”). Äge kiiritushaigus võib tekkida ka siis, kui kehasse satub suur hulk radionukliide.

Ägedad kahjustused tekivad kogu keha ühekordse ühtlase gammakiirguse ja neelduva doosiga üle 0,5 Gy. 0,25...0,5 Gy annuse korral võib täheldada ajutisi muutusi veres, mis normaliseeruvad kiiresti. Annuste vahemikus 0,5...1,5 Gy tekib väsimustunne, vähem kui 10% kokkupuutunutest võib esineda oksendamist ja mõõdukaid muutusi veres. 1,5...2,0 Gy annuse korral täheldatakse ägeda kiiritushaiguse kerget vormi, mis väljendub pikaajalise lümfopeeniana (lümfotsüütide - immunokompetentsete rakkude arvu vähenemine), 30...50% juhtudest - oksendamisest. esimesel päeval pärast kiiritamist. Surmajuhtumeid ei registreerita.

Mõõdukas kiiritushaigus tekib doosil 2,5...4,0 Gy. Peaaegu kõik kiiritatud inimesed tunnevad esimesel päeval iiveldust ja oksendamist, leukotsüütide sisaldus veres väheneb järsult, tekivad nahaalused verejooksud, 20% juhtudest on võimalik surm, surm saabub 2-6 nädalat pärast kiiritamist. 4,0...6,0 Gy annuse korral areneb kiiritushaiguse raske vorm, mis põhjustab 50% juhtudest surma esimese kuu jooksul. Üle 6,0 Gy annuste korral areneb üliraske kiiritushaiguse vorm, mis peaaegu 100% juhtudest lõpeb surmaga verejooksu või nakkushaiguste tõttu. Esitatud andmed viitavad juhtudele, kui ravi puudub. Praegu on mitmeid kiirgusvastaseid aineid, mis kompleksse ravi korral võivad umbes 10 Gy annustes surma kaotada.

Krooniline kiiritushaigus võib areneda pideva või korduva kokkupuute korral annustega, mis on oluliselt väiksemad kui need, mis põhjustavad ägedat vormi. Kroonilise kiiritushaiguse kõige iseloomulikumad tunnused on muutused veres, mitmed närvisüsteemi sümptomid, lokaalsed nahakahjustused, läätse kahjustused, pneumoskleroos (plutoonium-239 sissehingamisel) ja organismi immuunreaktiivsuse vähenemine.

Kiirgusega kokkupuute määr sõltub sellest, kas kiiritus on väline või sisemine (kui radioaktiivne isotoop satub kehasse). Sisemine kokkupuude on võimalik sissehingamise, radioisotoopide allaneelamise ja nende tungimise kaudu kehasse läbi naha. Mõned ained imenduvad ja akumuleeruvad kindlates elundites, mille tulemuseks on suured lokaalsed kiirgusdoosid. Kaltsium, raadium, strontsium ja teised kogunevad luudesse, joodi isotoobid põhjustavad kilpnäärme kahjustusi, haruldased muldmetallid - peamiselt maksakasvajaid. Tseesiumi ja rubiidiumi isotoobid on ühtlaselt jaotunud, põhjustades vereloome pärssimist, munandite atroofiat ja pehmete kudede kasvajaid. Sisekiirguses on kõige ohtlikumad polooniumi ja plutooniumi alfa-emiteerivad isotoobid.

Võime tekitada pikaajalisi tagajärgi – leukeemia, pahaloomulised kasvajad, varajane vananemine – on üks ioniseeriva kiirguse salakavalaid omadusi.

Kiirgusohutuse küsimuste lahendamiseks pakuvad huvi eelkõige „madalate dooside” – suurusjärgus mitu sentiisivertit tunnis ja alla selle – mõjud, mis tegelikult ilmnevad aatomienergia praktilisel kasutamisel.

Siinkohal on väga oluline, et tänapäevaste kontseptsioonide kohaselt sõltub tavatingimustes esinevate "väikeste annuste" vahemiku kahjulike mõjude saamine doosikiirusest vähe. See tähendab, et mõju määrab eelkõige kogu akumuleeritud doos, sõltumata sellest, kas see saadakse 1 päeva, 1 s või 50 aasta pärast. Seega tuleb kroonilise kokkupuute mõjude hindamisel silmas pidada, et need mõjud kuhjuvad organismis pika aja jooksul.

Dosimeetrilised suurused ja nende mõõtühikud. Ioniseeriva kiirguse mõju ainele avaldub ainet moodustavate aatomite ja molekulide ionisatsioonis ja ergastamises. Imendunud annus on selle toime kvantitatiivne mõõt. D lk– aine massiühikule kiirgusega ülekantud keskmine energia. Imendunud doosi ühik on hall (Gy). 1 Gy = 1 J/kg. Praktikas kasutatakse ka süsteemivälist seadet - 1 rad = 100 erg/g = 1 10 -2 J/kg = 0,01 Gy.

Neeldunud kiirgusdoos sõltub kiirguse ja neelduva keskkonna omadustest.

Madala energiaga laetud osakeste (α, β, prootonite), kiirete neutronite ja mõne muu kiirguse puhul, kui nende ainega interaktsiooni peamised protsessid on otsene ionisatsioon ja ergastus, on neeldunud doos selle ioniseeriva kiirguse ühemõtteline tunnus. mõju keskkonnale. See on tingitud asjaolust, et seda tüüpi kiirgust iseloomustavate parameetrite (voog, voo tihedus jne) ja kiirguse ionisatsioonivõimet keskkonnas iseloomustava parameetri - neeldunud doosi - vahel on võimalik luua piisavaid otseseid seoseid.

Röntgenkiirguse ja g-kiirguse puhul selliseid sõltuvusi ei täheldata, kuna seda tüüpi kiirgus on kaudselt ioniseeriv. Järelikult ei saa neeldunud doos olla nende kiirguste tunnuseks nende keskkonnamõju seisukohalt.

Kuni viimase ajani kasutati röntgen- ja g-kiirguse tunnusena ionisatsiooniefektil põhinevat nn ekspositsioonidoosi. Ekspositsioonidoos väljendab footonkiirguse energiat, mis on muudetud ionisatsiooni tekitavate sekundaarsete elektronide kineetiliseks energiaks atmosfääriõhu massiühiku kohta.

Röntgen- ja g-kiirguse kokkupuutedoosi ühikuks loetakse kulon kilogrammi kohta (C/kg). See on röntgeni- ehk g-kiirguse doos, kui tavatingimustes 1 kg kuiva atmosfääriõhuga kokku puutudes tekivad ioonid, mis kannavad iga märgi 1 C elektrit.

Praktikas kasutatakse endiselt laialdaselt mittesüsteemset kokkupuutedoosi ühikut, röntgenikiirgust. 1 röntgen (P) - röntgeni- ja g-kiirguse ekspositsioonidoos, mille juures moodustuvad ioonid 0,001293 g-s (normaalsetes tingimustes 1 cm 3 õhus), kandes laengut ühe elektrostaatilise ühiku elektrienergia kogusest. märk ehk 1 P = 2,58 10 -4 C/kg. Ekspositsioonidoosiga 1 R moodustub 0,001293 g atmosfääriõhus 2,08 10 9 paari ioone.

Erinevate ioniseerivate kiirguste põhjustatud bioloogiliste mõjude uuringud on näidanud, et koekahjustused on seotud mitte ainult neeldunud energia hulgaga, vaid ka selle ruumilise jaotusega, mida iseloomustab lineaarne ionisatsioonitihedus. Mida suurem on lineaarne ionisatsioonitihedus ehk teisisõnu osakeste lineaarne energiaülekanne keskkonnas teepikkuse ühiku kohta (LET), seda suurem on bioloogilise kahjustuse määr. Selle mõju arvessevõtmiseks võeti kasutusele ekvivalentdoosi mõiste.

Doos, mis on ekvivalentne HT, R -ga neeldunud annus elundis või koes D T, R , korrutatuna antud kiirguse asjakohase kaaluteguriga W R:

H t , r=W R D T , R

Ekvivalentdoosi ühik on J ž kg -1, millel on erinimetus sievert (Sv).

Väärtused W R mis tahes energiaga footonite, elektronide ja müüonite puhul on 1, α-osakeste, lõhustumisfragmentide, raskete tuumade puhul - 20. Üksikute kiirgusliikide kaalutegurid ekvivalentdoosi arvutamisel:

· Mis tahes energia footonid……………………………………………………….1

· Elektronid ja müüonid (alla 10 keV)……………………………………………………….1

· Neutronid energiaga alla 10 keV………………………………………………………………5

10 keV kuni 100 keV……………………………………………………………………………

100 keV kuni 2 MeV…………………………………………………………..20

2 MeV kuni 20 MeV…………………………………………………………..10

üle 20 MeV………………………………………………………………………………………5

Prootonid, välja arvatud tagasilöögiprootonid,

energia üle 2 MeV………………………………………………………5

Alfa osakesed

lõhustumise fragmendid, rasked tuumad………………………………………………….20

Efektiivne annus- väärtus, mida kasutatakse kogu inimkeha ja selle üksikute elundite kiiritamise pikaajaliste tagajärgede ohu mõõtmiseks, võttes arvesse nende kiirgustundlikkust. See on elundi ekvivalentdoosi produktide summa N τT vastava elundi või koe kaalumisteguriga W T:

Kus N τT - koe ekvivalentdoos T ajal τ .

Efektiivdoosi ühik on J × kg -1, mida nimetatakse sievertiks (Sv).

Väärtused W Tüksikute kudede ja elundite tüüpide jaoks on toodud allpool:

Koe tüüp, organ W 1

Sugunäärmed.................................................. ...................................................... .............. ..............0.2

Luuüdi (punane), kopsud, magu……………………………………………………………………

Maks, piimanääre, kilpnääre. ………………………………0.05

Nahk………………………………………………………………………………………… 0,01

Neeldunud, kokkupuute- ja ekvivalentdoose ajaühiku kohta nimetatakse vastavate dooside võimsuseks.

Radioaktiivsete tuumade spontaanne lagunemine järgib seadust:

N = N0 exp(-λt),

Kus N 0- tuumade arv antud aine mahus ajahetkel t = 0; N- tuumade arv samas mahus ajahetkel t ; λ on lagunemiskonstant.

Konstandil λ on tuuma lagunemise tõenäosus 1 sekundi jooksul; see on võrdne tuumade osaga, mis lagunevad 1 sekundi jooksul. Lagunemiskonstant ei sõltu tuumade koguarvust ja sellel on iga radioaktiivse nukliidi jaoks väga spetsiifiline väärtus.

Ülaltoodud võrrand näitab, et aja jooksul väheneb radioaktiivse aine tuumade arv eksponentsiaalselt.

Kuna märkimisväärse hulga radioaktiivsete isotoopide poolestusaega mõõdetakse tundides ja päevades (nn lühiealised isotoobid), on vaja seda teada, et hinnata kiirgusohtu ajas juhul, kui radioaktiivse aine erakorraline sattumine keskkonda, valides saaste eemaldamise meetodi, samuti radioaktiivsete jäätmete töötlemisel ja nende hilisemal kõrvaldamisel.

Kirjeldatud annuste tüübid on seotud konkreetse inimesega, see tähendab, et need on individuaalsed.

Inimeste rühma saadud individuaalsete efektiivdooside summeerimisel saame kollektiivse efektiivekvivalentdoosi, mida mõõdetakse man-sivertides (man-Sv).

Tuleb lisada veel üks määratlus.

Paljud radionukliidid lagunevad väga aeglaselt ja jäävad kaugesse tulevikku.

Nimetatakse kollektiivset efektiivset ekvivalentdoosi, mida inimpõlved saavad mis tahes radioaktiivsest allikast kogu selle eksisteerimise aja jooksul eeldatav (kogu) kollektiivne efektiivne ekvivalentdoos.

Narkootikumide tegevus - see on radioaktiivse materjali koguse mõõt.

Aktiivsus määratakse lagunevate aatomite arvuga ajaühikus, see tähendab radionukliidide tuumade lagunemiskiirusega.

Aktiivsuse mõõtühikuks on üks tuumamuundumine sekundis. SI ühikute süsteemis nimetatakse seda bekerell (Bq).

Süsteemiväliseks aktiivsusühikuks loetakse curie (Ci) - selle arvu radionukliidide aktiivsust, milles toimub 3,7 × 10 10 lagunemissündmust sekundis. Praktikas kasutatakse laialdaselt Ci derivaate: millicurie - 1 mCi = 1 × 10 -3 Ci; mikrokiire - 1 uCi = 1 × 10 -6 Ci.

Ioniseeriva kiirguse mõõtmine. Tuleb meeles pidada, et pole olemas universaalseid meetodeid ja vahendeid, mis oleksid kohaldatavad kõikidele tingimustele. Igal meetodil ja seadmel on oma rakendusala. Nende kommentaaride mittearvestamine võib põhjustada tõsiseid vigu.

Kiirgusohutuses kasutatakse radiomeetreid, dosimeetreid ja spektromeetreid.

Radiomeetrid- need on seadmed, mis on ette nähtud radioaktiivsete ainete (radionukliidide) koguse või kiirgusvoo määramiseks. Näiteks gaaslahendusloendurid (Geiger-Muller).

Dosimeetrid- need on seadmed kokkupuute või neeldunud doosi kiiruse mõõtmiseks.

Spektromeetrid kasutatakse energiaspektri registreerimiseks ja analüüsimiseks ning selle alusel kiirgavate radionukliidide tuvastamiseks.

Ratings. Kiirgusohutuse küsimusi reguleerivad föderaalseadus "Rahvastiku kiirgusohutuse kohta", kiirgusohutusstandardid (NRB-99) ning muud reeglid ja määrused. Elanikkonna kiirgusohutuse seadus sätestab: "Elanike kiirgusohutus on inimeste praeguste ja tulevaste põlvkondade kaitseseisund ioniseeriva kiirguse kahjuliku mõju eest nende tervisele" (artikkel 1).

„Vene Föderatsiooni kodanikel, välisriikide kodanikel ja Vene Föderatsiooni territooriumil elavatel kodakondsuseta isikutel on õigus kiirgusohutusele. See õigus tagatakse meetmete kogumi rakendamisega, et vältida inimkeha ioniseeriva kiirgusega kokkupuudet kehtestatud normidest, eeskirjadest ja eeskirjadest kõrgemal, ning kodanike ja ioniseeriva kiirguse allikaid kasutavate organisatsioonide poolt kiirgusohutusnõuete järgimine. (artikkel 22).

Ioniseeriva kiirguse hügieenilist reguleerimist teostavad kiirgusohutuse standardid NRB-99 (sanitaarreeglid SP 2.6.1.758-99). Põhilised kiirgusdoosi piirmäärad ja lubatud tasemed on kehtestatud järgmistele kategooriatele

kokku puutunud isikud:

· personal - isikud, kes töötavad tehisallikatega (rühm A) või kes on töötingimuste tõttu nende mõjusfääris (rühm B);

· kogu elanikkond, sealhulgas personal, väljaspool nende tootmistegevuse ulatust ja tingimusi.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Postitatud aadressil http://www.allbest.ru

Sissejuhatus

Looduslik ioniseeriv kiirgus esineb kõikjal. See tuleb kosmosest kosmiliste kiirte kujul. See on õhus radioaktiivse radooni ja selle sekundaarsete osakeste kiirguse kujul. Loodusliku päritoluga radioaktiivsed isotoobid tungivad koos toidu ja veega kõikidesse elusorganismidesse ning jäävad neisse. Ioniseerivat kiirgust ei saa vältida. Looduslik radioaktiivne foon on Maal alati eksisteerinud ja selle kiirgusväljas tekkis elu ja siis - palju, palju hiljem - ilmus inimene. See loomulik (looduslik) kiirgus saadab meid kogu elu.

Radioaktiivsuse füüsikaline nähtus avastati 1896. aastal ja tänapäeval kasutatakse seda laialdaselt paljudes valdkondades. Vaatamata radiofoobiale on tuumaelektrijaamadel paljudes riikides energiasektoris oluline roll. Röntgenikiirgust kasutatakse meditsiinis sisemiste vigastuste ja haiguste diagnoosimiseks. Siseorganite talitluse uurimiseks ja ainevahetusprotsesside uurimiseks kasutatakse märgistatud aatomite kujul mitmeid radioaktiivseid aineid. Kiiritusravis kasutatakse vähi raviks gammakiirgust ja muud tüüpi ioniseerivat kiirgust. Radioaktiivseid aineid kasutatakse laialdaselt erinevates seireseadmetes ja ioniseerivat kiirgust (peamiselt röntgenikiirgust) kasutatakse tööstuslike vigade tuvastamiseks. Väljapääsusildid hoonetel ja lennukitel sisaldavad radioaktiivset triitiumi, mis äkilise elektrikatkestuse korral pimedas helendab. Paljud elu- ja avalike hoonete sisaldavad radioaktiivset ameriitsiumi.

Erinevat tüüpi erineva energiaspektriga radioaktiivset kiirgust iseloomustavad erinevad läbitungimis- ja ioniseerimisvõimed. Need omadused määravad nende mõju olemuse bioloogiliste objektide elusainele.

Arvatakse, et mõned loomade ja taimede pärilikud muutused ja mutatsioonid on seotud taustkiirgusega.

Tuumaplahvatuse korral tekib maapinnale tuumakahjustuste keskus – ala, kus inimeste massihävitusteguriteks on valguskiirgus, läbitungiv kiirgus ja piirkonna radioaktiivne saastatus.

Valguskiirguse kahjustava mõju tagajärjel võivad tekkida suured põletused ja silmakahjustused. Kaitseks sobivad erinevat tüüpi varjualused ning avatud aladel - spetsiaalsed riided ja prillid.

Läbiv kiirgus koosneb gammakiirtest ja tuumaplahvatuspiirkonnast lähtuvast neutronite voost. Need võivad levida tuhandetele meetritele, tungida erinevatesse keskkondadesse, põhjustades aatomite ja molekulide ionisatsiooni. Organismi kudedesse tungides häirivad gammakiired ja neutronid elundite ja kudede bioloogilisi protsesse ja funktsioone, mille tulemusena areneb kiiritushaigus. Ala radioaktiivne saastatus tekib radioaktiivsete aatomite adsorptsiooni tõttu pinnaseosakeste poolt (nn radioaktiivne pilv, mis liigub õhu liikumise suunas). Peamiseks ohuks saastunud aladel viibivatele inimestele on väline beeta-gammakiirgus ning tuumaplahvatusproduktide sattumine kehasse ja nahale.

Tuumaplahvatused, radionukliidide eraldumine tuumaelektrijaamadest ja ioniseeriva kiirguse allikate laialdane kasutamine erinevates tööstusharudes, põllumajanduses, meditsiinis ja teadusuuringutes on viinud Maa elanikkonna kokkupuute ülemaailmse suurenemiseni. Lisaks looduslikule kokkupuutele on lisandunud inimtekkelised välis- ja sisekiirgusallikad.

Tuumaplahvatuste käigus satuvad keskkonda lõhustuvad radionukliidid, indutseeritud aktiivsus ja laengu jagamatu osa (uraan, plutoonium). Indutseeritud aktiivsus ilmneb siis, kui neutronid püüavad kinni toote, õhu, pinnase ja vee struktuuris paiknevate elementide aatomite tuumad. Vastavalt kiirguse olemusele liigitatakse kõik lõhustumise ja indutseeritud aktiivsusega radionukliidid - või - kiirgajate hulka.

Sademed jagunevad lokaalseteks ja globaalseteks (troposfäärilised ja stratosfäärilised). Kohalik sade, mis võib hõlmata üle 50% maapinna plahvatuste käigus tekkivast radioaktiivsest materjalist, on suured aerosooliosakesed, mis langevad plahvatuskohast umbes 100 km kaugusele. Globaalseid sademeid põhjustavad peened aerosooliosakesed.

Maa pinnale langevad radionukliidid muutuvad pikaajalise kiirguse allikaks.

Inimese kokkupuude radioaktiivse sademega hõlmab välist -, -kiirgust, mis on tingitud maapinna õhus leiduvatest ja maa pinnale langenud radionukliididest, kokkupuudet naha ja riiete saastumise tagajärjel ning sisemist radionukliidide kiirgusega, mis sisenevad kehasse sissehingatava õhuga. ning saastunud toit ja vesi. Kriitiline radionukliid algperioodil on radioaktiivne jood ja seejärel 137Cs ja 90Sr.

1. Radioaktiivse kiirguse avastamise ajalugu

Radioaktiivsuse avastas 1896. aastal prantsuse füüsik A. Becquerel. Ta uuris seost luminestsentsi ja hiljuti avastatud röntgenikiirguse vahel.

Becquerel tuli ideele: kas kogu luminestsentsiga ei kaasne röntgenikiirgus? Oma oletuse kontrollimiseks võttis ta mitu ühendit, sealhulgas ühe uraanisoola, mis fosforestseerub kollakasrohelise valgusega. Olles selle päikesevalgusega valgustanud, mässis ta soola musta paberi sisse ja asetas samuti musta paberisse pakitud fototaldrikule pimedasse kappi. Mõne aja pärast plaati arendades nägi Becquerel tegelikult soolatüki kujutist. Kuid luminestsentskiirgus ei pääsenud läbi musta paberi ja ainult röntgenikiirgus võis plaati nendes tingimustes valgustada. Becquerel kordas katset mitu korda ja võrdse eduga. 1896. aasta veebruari lõpus tegi ta Prantsuse Teaduste Akadeemia koosolekul ettekande fosforestseeruvate ainete röntgenkiirguse emissioonist.

Mõne aja pärast töötati Becquereli laboris kogemata välja plaat, millel lebas uraanisool, mida päikesevalgus ei olnud kiiritanud. Loomulikult see ei fosforestseerunud, kuid plaadil oli jälg. Seejärel hakkas Becquerel katsetama erinevaid uraaniühendeid ja -mineraale (sealhulgas neid, millel ei esinenud fosforestsentsi), aga ka metallilist uraani. Rekord oli alati ülevalgustatud. Asetades soola ja taldriku vahele metallist risti, sai Becquerel taldrikul risti nõrgad piirjooned. Siis selgus, et avastati uued kiired, mis läbisid läbipaistmatuid objekte, kuid ei olnud röntgenikiirgus.

Becquerel tegi kindlaks, et kiirguse intensiivsuse määrab ainult uraani hulk preparaadis ja see on täiesti sõltumatu sellest, millistes ühendites see sisaldub. Seega oli see omadus omane mitte ühenditele, vaid keemilisele elemendile uraan.

Becquerel jagab oma avastust teadlastega, kellega ta koostööd tegi. 1898. aastal avastasid Marie Curie ja Pierre Curie tooriumi radioaktiivsuse ning hiljem radioaktiivsed elemendid poloonium ja raadium.

Nad leidsid, et kõigil uraaniühenditel, ja mis kõige tähtsam, uraanil endal, on loodusliku radioaktiivsuse omadus. Becquerel pöördus tagasi teda huvitanud fosforite juurde. Tõsi, ta tegi veel ühe suure avastuse seoses radioaktiivsusega. Ükskord oli Becquerel avalikuks loenguks vaja radioaktiivset ainet, ta võttis selle Curiest ja pistis katseklaasi vestitaskusse. Pärast loengu pidamist tagastas ta radioaktiivse ravimi omanikele ning järgmisel päeval avastas ta vestitasku alt kehalt katseklaasi kujulise nahapunetuse. Becquerel rääkis sellest Pierre Curie'le ja ta katsetas enda peal: ta kandis kümme tundi küünarvarre külge seotud raadiumist valmistatud katseklaasi. Paar päeva hiljem tekkis tal ka punetus, mis muutus seejärel raskeks haavandiks, mille all ta kannatas kaks kuud. See oli esimene kord, kui radioaktiivsuse bioloogilised mõjud avastati.

Kuid isegi pärast seda tegid Curie'd julgelt oma tööd. Piisab, kui öelda, et Marie Curie suri kiiritushaigusse (samas elas ta 66-aastaseks).

1955. aastal uuriti Marie Curie märkmikke. Need kiirgavad endiselt kiirgust tänu nende täitmisel tekkinud radioaktiivsele saastumisele. Ühel lehtedel on Pierre Curie radioaktiivne sõrmejälg.

Radioaktiivsuse mõiste ja kiirgusliigid.

Radioaktiivsus on mõne aatomituuma võime spontaanselt muutuda teisteks tuumadeks erinevat tüüpi radioaktiivse kiirguse ja elementaarosakeste emissiooniga. Radioaktiivsus jaguneb looduslikuks (looduses esinevates ebastabiilsetes isotoopides) ja tehislikeks (täheldatud tuumareaktsioonide käigus saadud isotoopides).

Radioaktiivne kiirgus jaguneb kolme tüüpi:

Kiirgus - elektri- ja magnetväljade poolt kõrvale kalduv, kõrge ioniseerimisvõime ja madala läbitungimisvõimega; tähistab heeliumi tuumade voolu; -osakese laeng on +2e ja mass langeb kokku heeliumi isotoobi 42He tuuma massiga.

Kiirgus - elektri- ja magnetväljade poolt kõrvalesuunatud; selle ioniseerimisvõime on palju väiksem (ligikaudu kahe suurusjärgu võrra) ja selle läbitungimisvõime on palju suurem kui -osakeste omast; on kiirete elektronide voog.

Kiirgus – ei lase kõrvale elektri- ja magnetvälja poolt, on suhteliselt nõrga ioniseerimisvõimega ja väga suure läbitungimisvõimega; on ülilühikese lainepikkusega lühilaineline elektromagnetkiirgus< 10-10 м и вследствие этого - ярко выраженными корпускулярными свойствами, то есть является поток частиц - -квантов (фотонов).

Poolväärtusaeg T1/2 on aeg, mille jooksul radioaktiivsete tuumade esialgne arv väheneb keskmiselt poole võrra.

Alfakiirgus on positiivselt laetud osakeste voog, mille moodustavad 2 prootonit ja 2 neutronit. Osake on identne heelium-4 aatomi tuumaga (4He2+). Moodustub tuumade alfalagunemise käigus. Alfakiirguse avastas esmakordselt E. Rutherford. Uurides radioaktiivseid elemente, eriti uurides selliseid radioaktiivseid elemente nagu uraan, raadium ja aktiinium, jõudis E. Rutherford järeldusele, et kõik radioaktiivsed elemendid kiirgavad alfa- ja beetakiirgust. Ja mis veelgi olulisem, mis tahes radioaktiivse elemendi radioaktiivsus väheneb teatud aja möödudes. Alfakiirguse allikaks on radioaktiivsed elemendid. Erinevalt teist tüüpi ioniseerivast kiirgusest on alfakiirgus kõige kahjutum. See on ohtlik ainult sellise aine kehasse sattumisel (sissehingamine, söömine, joomine, hõõrumine jne), kuna näiteks 5 MeV energiaga alfaosakese leviala õhus on 3,7 cm ja bioloogiline kude 0. 05 mm. Organismi sattunud radionukliidi alfakiirgus põhjustab tõeliselt kohutavat hävingut, sest Alla 10 MeV energiaga alfakiirguse kvaliteeditegur on 20 mm. ja energiakaod tekivad väga õhukeses bioloogilise koe kihis. See põletab ta praktiliselt ära. Kui alfaosakesed imenduvad elusorganismidesse, võivad ilmneda mutageensed (mutatsiooni põhjustavad tegurid), kantserogeensed (ained või füüsikaline mõjur (kiirgus), mis võivad põhjustada pahaloomuliste kasvajate teket) ja muud negatiivsed mõjud. A.-i läbitungimisvõime. väike, sest hoidis kinni paberileht.

Beetaosake (beetaosake), laetud osake, mida kiirgab beeta-lagunemine. Beetaosakeste voogu nimetatakse beetakiirguseks või beetakiirguseks.

Negatiivse laenguga beetaosakesed on elektronid (b--), positiivselt laetud beetaosakesed on positronid (b+).

Beetaosakeste energiad jaotuvad sõltuvalt lagunevast isotoobist pidevalt nullist mingi maksimaalse energiani; see maksimaalne energia jääb vahemikku 2,5 keV (reenium-187 puhul) kuni kümnete MeV (lühiealiste tuumade puhul, mis on beeta stabiilsusjoonest kaugel).

Beetakiired kalduvad elektri- ja magnetvälja mõjul sirgest suunast kõrvale. Osakeste kiirus beetakiirtes on lähedane valguse kiirusele. Beetakiired on võimelised ioniseerima gaase, põhjustades keemilisi reaktsioone, luminestsentsi ja mõjutades fotoplaate.

Märkimisväärsed välise beetakiirguse doosid võivad põhjustada naha kiirituspõletust ja põhjustada kiiritushaigust. Veelgi ohtlikum on kehasse sattuvate beetaaktiivsete radionukliidide sisekiirgus. Beetakiirgusel on oluliselt väiksem läbitungimisvõime kui gammakiirgusel (samas suurusjärgu võrra suurem kui alfakiirgusel). Mis tahes aine kiht, mille pinnatihedus on umbes 1 g/cm2.

Näiteks paar millimeetrit alumiiniumi või mitu meetrit õhku neelab peaaegu täielikult beetaosakesed energiaga umbes 1 MeV.

Gammakiirgus on elektromagnetilise kiirguse liik, millel on äärmiselt lühike lainepikkus.< 5Ч10-3 нм и вследствие этого ярко выраженными корпускулярными и слабо выраженными волновыми свойствами. Гамма-квантами являются фотоны высокой энергии. Обычно считается, что энергии квантов гамма-излучения превышают 105 эВ, хотя резкая граница между гамма- и рентгеновским излучением не определена. На шкале электромагнитных волн гамма-излучение граничит с рентгеновским излучением, занимая диапазон более высоких частот и энергий. В области 1-100 кэВ гамма-излучение и рентгеновское излучение различаются только по источнику: если квант излучается в ядерном переходе, то его принято относить к гамма-излучению, если при взаимодействиях электронов или при переходах в атомной электронной оболочке -- то к рентгеновскому излучению. Очевидно, физически кванты электромагнитного излучения с одинаковой энергией не отличаются, поэтому такое разделение условно.

Gammakiirgust kiirgub aatomituumade ergastatud olekute vahelisel üleminekul (selliste gammakiirte energiad jäävad vahemikku ~1 keV kuni kümnete MeV). Tuumareaktsioonide käigus (näiteks elektroni ja positroni annihilatsioonil, neutraalpiooni lagunemisel jne), samuti energeetilise laenguga osakeste kõrvalekaldumisel magnet- ja elektriväljas.

Gammakiired, erinevalt b- ja b-kiirtest, ei kaldu elektri- ja magnetvälja poolt ning neid iseloomustab suurem läbitungimisjõud võrdsete energiate ja muudel võrdsetel tingimustel. Gammakiired põhjustavad aine aatomite ionisatsiooni. Peamised protsessid, mis toimuvad gammakiirguse läbimisel ainest:

Fotoelektriline efekt (gammakvant neeldub aatomi kesta elektroni, kandes sellele kogu energia üle ja ioniseerides aatomi).

Comptoni hajumine (gamma kvanti hajutab elektron, kandes osa oma energiast sellele üle).

Elektron-positroni paaride sünd (tuumaväljas muundub gammakvant energiaga vähemalt 2mec2 = 1,022 MeV elektroniks ja positroniks).

Fototuumaprotsessid (energiatel, mis ületavad mitukümmend MeV, on gammakvant võimeline nukleoneid tuumast välja lööma).

Gammakiired, nagu kõik teised footonid, võivad olla polariseeritud.

Gamma kvantidega kiiritamine võib olenevalt annusest ja kestusest põhjustada kroonilist ja ägedat kiiritushaigust. Kiirguse stohhastiliste mõjude hulka kuuluvad erinevad vähitüübid. Samal ajal pärsib gammakiirgus vähi ja teiste kiiresti jagunevate rakkude kasvu. Gammakiirgus on mutageenne ja teratogeenne tegur.

Ainekiht võib olla kaitseks gammakiirguse eest. Kaitse efektiivsus (st gamma kvanti neeldumise tõenäosus selle läbimisel) suureneb kihi paksuse, aine tiheduse ja selles sisalduvate raskete tuumade (plii, volfram, vaesestatud uraan jne) suurenedes. .).

Radioaktiivsuse mõõtühik on bekerell (Bq). Üks bekerell võrdub ühe lagunemisega sekundis. Aine aktiivsussisaldust hinnatakse sageli aine massiühiku (Bq/kg) või mahu (Bq/l, Bq/kuupm) kohta. Sageli kasutatakse mittesüsteemset ühikut - curie (Ci, Ci). Üks curie vastab lagunemiste arvule sekundis 1 grammis raadiumis. 1 Ci = 3,7,1010 Bq.

Mõõtühikute vahelised seosed on toodud allolevas tabelis.

Ekspositsioonidoosi määramiseks kasutatakse laialdaselt tuntud mittesüsteemset ühikröntgeeni (P, R). Ühele röntgenile vastab röntgen- või gammakiirguse doos, mille juures 1 cm3 õhus moodustub 2,109 paari ioone. 1 R = 2, 58,10-4 C/kg.

Kiirguse mõju hindamiseks ainele mõõdetakse neeldunud doosi, mis on defineeritud kui neeldunud energia massiühiku kohta. Neeldunud doosi ühikut nimetatakse rad. Üks rad võrdub 100 erg/g. SI-süsteem kasutab teist mõõtühikut – halli (Gy, Gy). 1 Gy = 100 rad = 1 J/kg.

Erinevat tüüpi kiirguse bioloogiline mõju ei ole sama. Selle põhjuseks on erinevused nende läbitungimisvõimes ja elusorganismi organitesse ja kudedesse energiaülekande olemuses. Seetõttu kasutatakse bioloogiliste tagajärgede hindamiseks röntgenikiirte bioloogilist ekvivalenti rem. Rem-doos võrdub doosiga radi-des, mis on korrutatud kiirguse kvaliteediteguriga. Röntgen-, beeta- ja gammakiirte puhul loetakse kvaliteeditegur võrdseks ühtsusega, see tähendab, et rem vastab rad-le. Alfaosakeste kvaliteeditegur on 20 (see tähendab, et alfaosakesed põhjustavad eluskudedele 20 korda rohkem kahju kui sama neeldunud annus beeta- või gammakiirgust). Neutronite puhul on koefitsient sõltuvalt energiast vahemikus 5 kuni 20. SI-süsteem võtab kasutusele ekvivalentdoosi eriühiku, mida nimetatakse sievertiks (Sv, Sv). 1 Sv = 100 rem. Ekvivalentdoos siivertides vastab neeldunud doosile hallides, mis on korrutatud kvaliteediteguriga.

2. Kiirguse mõju inimorganismile

Ioniseeriva kiirguse mõju kehale on kahte tüüpi: somaatiline ja geneetiline. Somaatilise toimega ilmnevad tagajärjed otse kiiritatul, geneetilise toimega - tema järglastel. Somaatilised mõjud võivad ilmneda varakult või hiljem. Varajased ilmnevad perioodil mitu minutit kuni 30-60 päeva pärast kiiritamist. Nende hulka kuuluvad naha punetus ja koorumine, silmaläätse hägustumine, hematopoeetilise süsteemi kahjustus, kiiritushaigus ja surm. Pikaajalised somaatilised mõjud ilmnevad mitu kuud või aastaid pärast kiiritamist püsivate nahamuutuste, pahaloomuliste kasvajate, immuunsuse vähenemise ja eluea lühenemise näol.

Kiirguse mõju uurimisel kehale tuvastati järgmised tunnused:

b Neelatud energia kõrge efektiivsus, isegi väikesed kogused võivad põhjustada kehas sügavaid bioloogilisi muutusi.

b Varjatud (inkubatsiooni) perioodi olemasolu ioniseeriva kiirguse mõju avaldumiseks.

b Väikeste annuste mõju võib olla kumulatiivne või kumulatiivne.

b Geneetiline toime – mõju järglastele.

Erinevatel elusorganismi organitel on oma kiirgustundlikkus.

Mitte iga organism (inimene) ei reageeri üldiselt kiirgusele ühtemoodi.

Kokkupuude sõltub kokkupuute sagedusest. Sama kiirgusdoosi korral, mida väiksem on kahjulik mõju, seda hajutatumalt see aja jooksul vastu võetakse.

Ioniseeriv kiirgus võib mõjutada keha nii välise (eriti röntgen- ja gammakiirguse) kui ka sisemise (eriti alfaosakesed) kiirituse kaudu. Sisekiiritus tekib siis, kui ioniseeriva kiirguse allikad satuvad organismi kopsude, naha ja seedeorganite kaudu. Sisemine kiiritamine on ohtlikum kui väline kiiritamine, kuna ioniseeriva kiirguse allikad, mis satuvad sisse, puutuvad kaitsmata siseorganid kokku pideva kiiritusega.

Ioniseeriva kiirguse mõjul inimkeha lahutamatuks osaks olev vesi lõheneb ja tekivad erineva laenguga ioonid. Tekkivad vabad radikaalid ja oksüdeerijad interakteeruvad koe orgaanilise aine molekulidega, oksüdeerides ja hävitades seda. Ainevahetus on häiritud. Vere koostises toimuvad muutused – väheneb punaste vereliblede, valgete vereliblede, trombotsüütide ja neutrofiilide tase. Vereloomeorganite kahjustused hävitavad inimese immuunsüsteemi ja põhjustavad nakkuslikke tüsistusi.

Kohalikke kahjustusi iseloomustavad naha ja limaskestade kiirituspõletused. Raskete põletuste korral tekivad tursed, villid ja kudede surm (nekroos).

Surmavalt neelduv ja maksimaalsed lubatud kiirgusdoosid.

Üksikute kehaosade surmavad neeldunud annused on järgmised:

b pea - 20 Gy;

b alakõhus - 50 Gy;

b rind -100 Gy;

jäsemed - 200 Gy.

Surmavast doosist 100-1000 korda suuremate doosidega kokkupuutumisel võib inimene kokkupuute ajal surra ("kiirega suremine").

Sõltuvalt ioniseeriva kiirguse tüübist võivad olla erinevad kaitsemeetmed: kokkupuuteaja lühendamine, kauguse suurendamine ioniseeriva kiirguse allikateni, ioniseeriva kiirguse allikate tarastamine, ioniseeriva kiirguse allikate sulgemine, varustus ja kaitsevahendite paigaldamine, dosimeetriline seire, hügieeni- ja sanitaarmeetmed.

A - personal, s.o. isikud, kes püsivalt või ajutiselt töötavad ioniseeriva kiirguse allikatega;

B - piiratud osa elanikkonnast, s.o. isikud, kes ei ole otseselt seotud tööga ioniseeriva kiirguse allikatega, kuid võivad oma elutingimuste või töökoha asukoha tõttu kokku puutuda ioniseeriva kiirgusega;

B - kogu elanikkond.

Suurim lubatud doos on individuaalne ekvivalentdoosi suurim väärtus aastas, mis ühtlase kokkupuute korral üle 50 aasta ei põhjusta kaasaegsete meetoditega tuvastatavaid negatiivseid muutusi personali tervises.

Tabel 2. Suurimad lubatud kiirgusdoosid

Looduslikud allikad annavad aastaseks kogudoosiks ligikaudu 200 mrem (ruum - kuni 30 mrem, pinnas - kuni 38 mrem, radioaktiivsed elemendid inimkudedes - kuni 37 mrem, radoongaas - kuni 80 mrem ja muud allikad).

Kunstlikud allikad lisavad aastaseks ekvivalentkiirgusdoosiks ligikaudu 150-200 mrem (meditsiiniseadmed ja uuringud - 100-150 mrem, teleri vaatamine - 1-3 mrem, kivisöel töötavad soojuselektrijaamad - kuni 6 mrem, tuumarelvakatsetuste tagajärjed - kuni 3 mrem ja muud allikad).

Maailma Terviseorganisatsioon (WHO) on määranud planeedi elaniku maksimaalseks lubatud (ohutuks) ekvivalentkiirgusdoosiks 35 rem, eeldusel, et see koguneb ühtlaselt 70 eluaasta jooksul.

Tabel 3. Bioloogilised häired kogu inimkeha ühekordse (kuni 4 päeva) kiiritamise ajal

Kiirgusdoos, (Gy)	Kiiritushaiguse aste	Esmase reaktsiooni algus	Esmase reaktsiooni olemus	Kiirguse tagajärjed
Kuni 0,250 - 1,0	Nähtavaid rikkumisi ei ole. Võimalikud on muutused veres. Muutused veres, töövõime on halvenenud
		2-3 tunni pärast	Kerge iiveldus koos oksendamisega. Läbib kiiritamise päeval	Tavaliselt 100% taastumine isegi ilma ravita

3. Kaitse ioniseeriva kiirguse eest

Elanikkonna kiirguskaitse hõlmab: kiirgusohtudest teavitamist, kollektiivsete ja individuaalsete kaitsevahendite kasutamist, elanike käitumisreeglite järgimist radioaktiivsete ainetega saastunud aladel. Toidu ja vee kaitsmine radioaktiivse saastumise eest, meditsiiniliste isikukaitsevahendite kasutamine, territooriumi saastatuse tasemete määramine, elanikkonna kiirituse dosimeetriline seire ning toidu ja vee radioaktiivsete ainetega saastumise uurimine.

Tsiviilkaitse hoiatussignaalide "Kiirgusoht" järgi peab elanikkond varjuma kaitserajatistes. Nagu teada, nõrgendavad need oluliselt (mitu korda) läbitungiva kiirguse mõju.

Kiirguskahjustuste ohu tõttu ei ole võimalik alustada elanikkonna esmaabi andmist, kui piirkonnas on kõrge kiirgustase. Nendes tingimustes on väga oluline mõjutatud elanikkonna enese- ja vastastikuse abi osutamine ning käitumisreeglite range järgimine saastunud alal.

Radioaktiivsete ainetega saastunud piirkondades ei tohi süüa, juua vett saastunud veeallikatest ega heita pikali maapinnale. Toidu valmistamise ja elanikkonna toitmise korra määravad kindlaks tsiviilkaitseasutused, võttes arvesse piirkonna radioaktiivse saastatuse taset.

Radioaktiivsete osakestega saastunud õhu eest kaitsmiseks võib kasutada gaasimaske ja respiraatoreid (kaevurite jaoks). Samuti on olemas üldised kaitsemeetodid, näiteks:

b operaatori ja allika vahelise kauguse suurendamine;

b kiirgusväljas töötamise kestuse vähendamine;

b kiirgusallika varjestus;

b kaugjuhtimispult;

b manipulaatorite ja robotite kasutamine;

ь tehnoloogilise protsessi täielik automatiseerimine;

b isikukaitsevahendite kasutamine ja kiirgusohu märgiga hoiatus;

b personali kiirgustaseme ja kiirgusdooside pidev jälgimine.

Isikukaitsevahendite hulka kuulub pliid sisaldav kiirgusvastane ülikond. Parim gammakiirguse neelaja on plii. Aeglased neutronid neelavad hästi boor ja kaadmium. Kiired neutronid aeglustatakse grafiidi abil.

Skandinaavia ettevõte Handy-fashions.com arendab kaitset mobiiltelefonide kiirguse eest, näiteks esitles vesti, mütsi ja salli, mis on mõeldud kaitsma mobiiltelefonide kahjuliku kiirguse eest. Nende tootmiseks kasutatakse spetsiaalset kiirgusvastast kangast. Vaid vesti tasku on stabiilseks signaali vastuvõtuks tavalisest riidest. Täieliku kaitsekomplekti hind algab 300 dollarist.

Kaitse sisemise kokkupuute eest seisneb töötajate otsese kokkupuute välistamises radioaktiivsete osakestega ja nende sattumise vältimises tööpiirkonna õhku.

Tuleb juhinduda kiirgusohutusstandarditest, mis määravad kindlaks kokku puutuvate isikute kategooriad, doosipiirangud ja kaitsemeetmed, ning sanitaarreeglitest, mis reguleerivad ruumide ja sisseseade paigutust, töökohta, hankimise, salvestamise ja säilitamise korda. kiirgusallikad, nõuded ventilatsioonile, tolmu ja gaasi puhastamisele, radioaktiivsete jäätmete neutraliseerimisele jne.

Samuti töötab Penza osariigi arhitektuuri- ja ehitusakadeemia personaliruumide kaitsmiseks välja "kõrge tihedusega mastiksit kiirguskaitseks". Mastiksi koostis sisaldab: sideainet - resortsinool-formaldehüüdvaiku FR-12, kõvendit - paraformaldehüüdi ja täiteainet - suure tihedusega materjali.

Kaitse alfa-, beeta- ja gammakiirguse eest.

Kiirgusohutuse põhiprintsiibid on mitte ületada kehtestatud baasdoosi piirmäära, välistada tarbetu kiiritus ja vähendada kiirgusdoosi võimalikult madalale tasemele. Nende põhimõtete praktikas rakendamiseks jälgitakse tingimata ioniseeriva kiirguse allikatega töötavate töötajate kiirgusdoose, töötatakse spetsiaalselt varustatud ruumides, kasutatakse vahemaa- ja ajakaitset ning erinevaid kollektiivse ja individuaalse kaitse vahendeid. kasutatakse.

Personali individuaalsete kiirgusdooside määramiseks on vaja süstemaatiliselt läbi viia kiirguse (dosimeetrilist) seiret, mille ulatus sõltub radioaktiivsete ainetega töötamise iseloomust. Igale operaatorile, kes puutub kokku ioniseeriva kiirguse allikatega, antakse individuaalne dosimeeter1, et jälgida saadud gammakiirguse doosi. Ruumides, kus tehakse tööd radioaktiivsete ainetega, on vaja tagada üldine kontroll erinevat tüüpi kiirguse intensiivsuse üle. Need ruumid peavad olema isoleeritud teistest ruumidest ja varustatud sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioonisüsteemiga, mille õhuvahetuskiirus on vähemalt viis. Seinte, lagede ja uste värvimine neis ruumides, samuti põranda paigaldamine toimub nii, et oleks välistatud radioaktiivse tolmu kogunemine ja radioaktiivsete aerosoolide imendumine. Viimistlusmaterjalide aurud ja vedelikud (seinte, uste ja mõnel juhul ka lagede värvimine tuleks teha õlivärvidega, põrandad kaetakse materjalidega, mis ei ima vedelikke - linoleum, polüvinüülkloriid jne). Kõikidel ehituskonstruktsioonidel ruumides, kus tehakse tööd radioaktiivsete ainetega, ei tohi olla pragusid ega katkestusi; Nurgad on ümardatud, et vältida radioaktiivse tolmu kogunemist neisse ja hõlbustada puhastamist. Vähemalt kord kuus toimub ruumide üldpuhastus koos seinte, akende, uste, mööbli ja tehnika kohustusliku pesemisega kuuma seebiveega. Rutiinne märgpuhastus toimub iga päev.

Töötajate kokkupuute vähendamiseks tehakse nende allikatega töötamiseks pikki käepidemeid või hoidikuid. Ajakaitse tähendab, et tööd radioaktiivsete allikatega tehakse sellise aja jooksul, et personali saadav kiirgusdoos ei ületaks lubatud piirnormi.

Kollektiivseid kaitsevahendeid ioniseeriva kiirguse eest reguleerib GOST 12.4.120-83 “Ioniseeriva kiirguse vastase kollektiivse kaitse vahendid. Üldnõuded". Vastavalt sellele normatiivdokumendile on peamisteks kaitsevahenditeks statsionaarsed ja mobiilsed kaitseekraanid, konteinerid ioniseeriva kiirguse allikate transportimiseks ja hoidmiseks, samuti radioaktiivsete jäätmete kogumiseks ja transportimiseks, kaitseseifid ja -kastid jne.

Statsionaarsed ja mobiilsed kaitseekraanid on mõeldud töökoha kiirgustaseme vähendamiseks vastuvõetava tasemeni. Kui ioniseeriva kiirguse allikatega töötamine toimub spetsiaalses ruumis - töökambris, siis selle seinad, põrand ja lagi, mis on valmistatud kaitsematerjalidest, toimivad ekraanidena. Selliseid ekraane nimetatakse statsionaarseteks. Mobiiliekraanide ehitamiseks kasutatakse erinevaid varjestusi, mis neelavad või summutavad kiirgust.

Ekraanid on valmistatud erinevatest materjalidest. Nende paksus oleneb ioniseeriva kiirguse tüübist, kaitsematerjali omadustest ja nõutavast kiirguse sumbumistegurist k. Väärtus k näitab, mitu korda on vaja vähendada kiirguse energiaparameetreid (ekspositsiooni doosikiirus, neeldunud doos, osakeste voo tihedus jne), et saada loetletud omaduste vastuvõetavad väärtused. Näiteks neeldunud doosi puhul väljendatakse k järgmiselt:

kus D on neeldunud doosi kiirus; D0 on lubatud neeldunud doosi tase.

Seinte, põrandate, lagede jms kaitsvate statsionaarsete vahendite ehitamiseks. nad kasutavad tellist, betooni, bariitbetooni ja bariitkrohvi (need sisaldavad baariumsulfaati - BaSO4). Need materjalid kaitsevad töötajaid usaldusväärselt gamma- ja röntgenkiirguse eest.

Mobiiliekraanide loomiseks kasutatakse erinevaid materjale. Kaitse alfakiirguse eest saavutatakse tavalisest või orgaanilisest klaasist mitme millimeetri paksuste ekraanide abil. Mitmesentimeetrine õhukiht on piisavaks kaitseks seda tüüpi kiirguse eest. Beetakiirguse eest kaitsmiseks on ekraanid valmistatud alumiiniumist või plastikust (pleksiklaasist). Plii, terase ja volframisulamid kaitsevad tõhusalt gamma- ja röntgenkiirguse eest. Vaatesüsteemid on valmistatud spetsiaalsetest läbipaistvatest materjalidest, näiteks pliiklaasist. Neutronkiirguse eest kaitsevad vesinikku sisaldavad materjalid (vesi, parafiin), aga ka berüllium, grafiit, booriühendid jne. Betooni saab kasutada ka kaitseks neutronite eest.

Gammakiirguse allikate hoidmiseks kasutatakse kaitsvaid seife. Need on valmistatud pliist ja terasest.

Alfa- ja beetaaktiivsusega radioaktiivsete ainetega töötamiseks kasutatakse kaitsekindakarpe.

Radioaktiivsete jäätmete kaitsekonteinerid ja -kogumid on valmistatud samadest materjalidest, mis ekraanid – orgaaniline klaas, teras, plii jne.

Ioniseeriva kiirguse allikatega töötamisel tuleb ohuala piirata hoiatussiltidega.

Ohutsoon on ruum, kus töötaja võib kokku puutuda ohtlike ja (või) kahjulike tootmisteguritega (käesoleval juhul ioniseeriva kiirgusega).

Ioniseeriva kiirgusega kokkupuutuva personali jälgimiseks mõeldud seadmete tööpõhimõte põhineb erinevatel mõjudel, mis tekivad selle kiirguse vastasmõjul ainega. Peamised radioaktiivsuse tuvastamise ja mõõtmise meetodid on gaasiionisatsioon, stsintillatsioon ja fotokeemilised meetodid. Kõige sagedamini kasutatav ionisatsioonimeetod põhineb kiirguse läbinud keskkonna ionisatsiooniastme mõõtmisel.

Stsintillatsioonimeetodid kiirguse tuvastamiseks põhinevad teatud materjalide võimel neelata ioniseeriva kiirguse energiat ja muuta see valguskiirguseks. Sellise materjali näide on tsinksulfiid (ZnS). Stsintillatsiooniloendur on fotoelektrontoru, mille aken on kaetud tsinksulfiidiga. Kui kiirgus sellesse torusse siseneb, tekib nõrk valgussähvatus, mis põhjustab fotoelektrontorus elektrivoolu impulsside ilmumist. Neid impulsse võimendatakse ja loendatakse.

Ioniseeriva kiirguse määramiseks on ka teisi meetodeid, näiteks kalorimeetriline, mis põhinevad kiirguse interaktsioonil neelava ainega eralduva soojushulga mõõtmisel.

Kiirgusseireseadmed jagunevad kahte rühma: dosimeetrid, mida kasutatakse doosikiiruse kvantitatiivseks mõõtmiseks, ja radiomeetrid ehk kiirgusindikaatorid, mida kasutatakse radioaktiivse saaste kiireks tuvastamiseks.

Kodumajapidamises kasutatavad seadmed on näiteks DRGZ-04 ja DKS-04 kaubamärkide dosimeetrid. Esimest kasutatakse gamma- ja röntgenkiirguse mõõtmiseks energiavahemikus 0,03-3,0 MeV. Instrumendi skaala on kalibreeritud ühikutes mikrorentgen/sekundis (μR/s). Teise seadmega mõõdetakse gamma- ja beetakiirgust energiavahemikus 0,5-3,0 MeV, samuti neutronkiirgust (kõvad ja termilised neutronid). Instrumendi skaala on gradueeritud millirentgeenides tunnis (mR/h). Tööstuses toodetakse ka elanikkonnale mõeldud majapidamises kasutatavaid dosimeetriid, näiteks majapidamisdosimeetrit Master-1 (mõeldud gammakiirguse doosi mõõtmiseks), ANRI-01 majapidamisdosimeetrit-radiomeetrit (Sosna).

surmavalt ioniseeriv tuumakiirgus

Järeldus

Seega võime ülaltoodust teha järgmise järelduse:

Ioniseeriv kiirgus- kõige üldisemas tähenduses - erinevat tüüpi mikroosakesed ja füüsikalised väljad, mis on võimelised ainet ioniseerima. Olulisemad ioniseeriva kiirguse liigid on: lühilaineline elektromagnetkiirgus (röntgen- ja gammakiirgus), laetud osakeste vood: beetaosakesed (elektronid ja positronid), alfaosakesed (heelium-4 aatomi tuumad), prootonid, muud ioonid, müüonid jne, aga ka neutronid. Looduses tekib ioniseeriv kiirgus tavaliselt radionukliidide spontaanse radioaktiivse lagunemise, tuumareaktsioonide (tuumade süntees ja indutseeritud lõhustumine, prootonite, neutronite, alfaosakeste jm kinnipüüdmine), samuti laetud osakeste kiirendamise tulemusena. ruumis (kosmiliste osakeste sellise kiirenduse olemus lõpuni pole selge).

Ioniseeriva kiirguse kunstlikud allikad on kunstlikud radionukliidid (tekitavad alfa-, beeta- ja gammakiirgust), tuumareaktorid (tekivad peamiselt neutron- ja gammakiirgust), radionukliidsed neutroniallikad, osakeste kiirendid (tekitavad laetud osakeste voogu, samuti bremsstrahlung footonkiirgust), Röntgeniseadmed (tekitavad bremsstrahlung-röntgenikiirgust). Kiiritus on inimorganismile väga ohtlik, ohtlikkuse aste sõltub doosist (oma abstraktselt andsin maksimaalsed lubatud normid) ja kiirguse tüübist - kõige ohutum on alfakiirgus ja ohtlikum gammakiirgus.

Kiirgusohutuse tagamine nõuab erinevaid kaitsemeetmeid, mis sõltuvad ioniseeriva kiirguse allikatega töötamise eritingimustest ja kiirgusallika tüübist.

Ajakaitse põhineb allikaga töötamise aja vähendamisel, mis võimaldab vähendada personali kiirgusdoose. Seda põhimõtet kasutatakse eriti sageli siis, kui töötajad töötavad vahetult madala radioaktiivsusega.

Kauguskaitse on üsna lihtne ja usaldusväärne kaitsemeetod. See on tingitud kiirguse võimest kaotada oma energiat interaktsioonis ainega: mida suurem on kaugus allikast, seda rohkem on kiirguse interaktsiooni protsesse aatomite ja molekulidega, mis lõppkokkuvõttes viib personali kiirgusdoosi vähenemiseni.

Varjestus on kõige tõhusam viis kiirguse eest kaitsmiseks. Sõltuvalt ioniseeriva kiirguse tüübist kasutatakse ekraanide valmistamiseks erinevaid materjale, mille paksuse määrab võimsus ja kiirgus.

Kirjandus

1. “Kahjulikud kemikaalid. Radioaktiivsed ained. Kataloog." Üldise all toim. L.A. Iljina, V.A. Filov. Leningrad, "Keemia". 1990. aasta.

2. Elanikkonna ja territooriumide kaitse alused eriolukordades. Ed. akad. V.V. Tarasova. Moskva ülikooli kirjastus. 1998.

3. Eluohutus / Toim. S.V. Belova – 3. väljaanne, muudetud – M.: Kõrgem. kool, 2001. - 485 lk.

Postitatud saidile Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Ioniseeriva kiirguse allikad. Maksimaalsed lubatud kiirgusdoosid. Bioloogilise kaitse klassifikatsioon. Gammakiirguse spektraalse koostise kujutamine tuumareaktoris. Gammakiirguse vastase kiirguskaitse kavandamise põhietapid.

esitlus, lisatud 17.05.2014


Radioaktiivsuse ja ioniseeriva kiirguse tunnused. Radionukliidide inimkehasse sisenemise allikate ja viiside omadused: looduslik, tehiskiirgus. Organismi reaktsioon erinevatele kiirgusdoosidele ja kaitsevahendid.

abstraktne, lisatud 25.02.2010


Radioaktiivsus ja ioniseeriv kiirgus. Radionukliidide inimkehasse sisenemise allikad ja teed. Ioniseeriva kiirguse mõju inimesele. Kiirguskiirguse doosid. Kaitsevahendid radioaktiivse kiirguse eest, ennetusmeetmed.

kursusetöö, lisatud 14.05.2012


Kiirgus: doosid, mõõtühikud. Radioaktiivse kiirguse bioloogilistele mõjudele iseloomulikud tunnused. Kiirgusmõjude tüübid, suured ja väikesed doosid. Meetmed kaitseks ioniseeriva kiirguse ja välise kiirguse eest.

abstraktne, lisatud 23.05.2013


Kiirgus ja selle liigid. Ioniseeriv kiirgus. Kiirgusohu allikad. Ioniseeriva kiirguse allikate projekteerimine, inimkehasse tungimise viisid. Ioniseeriva toime mõõtmed, toimemehhanism. Kiirguse tagajärjed.

abstraktne, lisatud 25.10.2010


Kiirguse määratlus. Kiirguse somaatilised ja geneetilised mõjud inimesele. Üldkiirguse maksimaalsed lubatud doosid. Elusorganismide kaitse kiirguse eest aja, kauguse ja spetsiaalsete ekraanide abil.

esitlus, lisatud 14.04.2014


Välise kokkupuute allikad. Kokkupuude ioniseeriva kiirgusega. Kiirguse geneetilised tagajärjed. Ioniseeriva kiirguse eest kaitsmise meetodid ja vahendid. Elanikkonna sisemise kokkupuute tunnused. Valemid ekvivalentsete ja neeldunud kiirgusdooside jaoks.

esitlus, lisatud 18.02.2015


Kiirguse mõju tunnused elusorganismile. Inimese väline ja sisemine kiiritamine. Ioniseeriva kiirguse mõju üksikutele organitele ja kehale tervikuna. Kiirgusmõjude klassifikatsioon. AI mõju immunobioloogilisele reaktiivsusele.

esitlus, lisatud 14.06.2016


Ioniseeriva kiirguse mõju eluta ja elusainele, metroloogilise kiirguskontrolli vajadus. Kokkupuude ja neelduvad doosid, dosimeetriliste suuruste ühikud. Füüsiline ja tehniline baas ioniseeriva kiirguse seireks.

test, lisatud 14.12.2012


Ioniseeriva kiirguse põhiomadused. Kiirgusohutuse põhimõtted ja standardid. Kaitse ioniseeriva kiirguse eest. Välise ja sisemise kokkupuute doosipiirangute põhiväärtused. Kodused kiirgusseireseadmed.

Aatomienergiat kasutatakse üsna aktiivselt rahumeelsetel eesmärkidel, näiteks röntgeniaparaadi ja kiirendi töös, mis võimaldas ioniseerivat kiirgust levitada rahvamajanduses. Arvestades, et inimene puutub sellega iga päev kokku, tuleb uurida, millised võivad olla ohtliku kontakti tagajärjed ja kuidas end kaitsta.

Peamised omadused

Ioniseeriv kiirgus on teatud tüüpi kiirgusenergia, mis siseneb konkreetsesse keskkonda, põhjustades kehas ionisatsiooniprotsessi. See ioniseeriva kiirguse omadus sobib röntgenikiirguse, radioaktiivsete ja kõrgete energiate ning palju muu jaoks.

Ioniseeriv kiirgus avaldab otsest mõju inimkehale. Hoolimata asjaolust, et ioniseerivat kiirgust saab kasutada meditsiinis, on see äärmiselt ohtlik, mida tõendavad selle omadused ja omadused.

Tuntud sordid on radioaktiivsed kiirgused, mis ilmnevad aatomituuma meelevaldse lõhenemise tõttu, mis põhjustab keemiliste ja füüsikaliste omaduste muutumist. Ained, mis võivad laguneda, loetakse radioaktiivseks.

Need võivad olla kunstlikud (seitsesada elementi), looduslikud (viiskümmend elementi) - toorium, uraan, raadium. Tuleb märkida, et neil on kantserogeensed omadused, toksiinid eralduvad kokkupuutel inimesega ja võivad põhjustada vähki ja kiiritushaigust.

Tuleb märkida järgmist tüüpi ioniseerivat kiirgust, mis mõjutavad inimkeha:

Alfa

Neid peetakse positiivselt laetud heeliumioonideks, mis ilmnevad raskete elementide tuumade lagunemise korral. Ioniseeriva kiirguse eest kaitsmiseks kasutatakse paberit või lappi.

Beeta

– negatiivselt laetud elektronide voog, mis ilmnevad radioaktiivsete elementide lagunemisel: tehislik, looduslik. Kahjustustegur on palju suurem kui eelmistel liikidel. Kaitseks vajate paksu ekraani, mis on vastupidavam. Selliste kiirguste hulka kuuluvad positronid.

Gamma

– tugev elektromagnetiline võnkumine, mis tekib pärast radioaktiivsete ainete tuumade lagunemist. Täheldatakse kõrget läbitungimistegurit ja see on kolmest loetletud kiirgusest inimkehale kõige ohtlikum. Kiirte varjestamiseks peate kasutama spetsiaalseid seadmeid. Selleks vajate häid ja vastupidavaid materjale: vett, pliid ja betooni.

röntgen

Ioniseeriv kiirgus tekib toru ja keeruliste paigaldistega töötamise käigus. Omadus meenutab gammakiirgust. Erinevus seisneb päritolus ja lainepikkuses. Seal on läbitungiv tegur.

Neutron

Neutronkiirgus on laenguta neutronite voog, mis on osa tuumadest, välja arvatud vesinik. Kiiritamise tulemusena saavad ained osa radioaktiivsusest. Seal on suurim läbitungiv tegur. Kõik seda tüüpi ioniseeriv kiirgus on väga ohtlik.

Peamised kiirgusallikad

Ioniseeriva kiirguse allikad võivad olla tehislikud või looduslikud. Põhimõtteliselt saab inimkeha kiirgust looduslikest allikatest, sealhulgas:

• maapealne kiirgus;
• sisemine kiiritamine.

Mis puudutab maapealse kiirguse allikaid, siis paljud neist on kantserogeensed. Need sisaldavad:

• Uraan;
• kaalium;
• toorium;
• poloonium;
• plii;
• rubiidium;
• radoon.

Oht on, et need on kantserogeensed. Radoon on gaas, millel pole lõhna, värvi ega maitset. See on õhust seitse ja pool korda raskem. Selle lagunemissaadused on palju ohtlikumad kui gaas, seega on mõju inimkehale äärmiselt traagiline.

Kunstlikud allikad hõlmavad järgmist:

• tuumaenergia;
• rikastustehased;
• uraani kaevandused;
• matmispaigad radioaktiivsete jäätmetega;
• röntgeniseadmed;
• tuumaplahvatus;
• teaduslaborid;
• radionukliidid, mida kasutatakse aktiivselt kaasaegses meditsiinis;
• valgustusseadmed;
• arvutid ja telefonid;
• Seadmed.

Kui need allikad on läheduses, on ioniseeriva kiirguse neeldunud doosi tegur, mille ühik sõltub inimkehaga kokkupuute kestusest.

Ioniseeriva kiirguse allikad töötavad iga päev, näiteks: töötate arvutiga, vaatate telesaadet või räägite mobiiltelefoni või nutitelefoniga. Kõik need allikad on teatud määral kantserogeensed ja võivad põhjustada raskeid ja surmavaid haigusi.

Ioniseeriva kiirguse allikate paigutus sisaldab oluliste vastutusrikaste tööde loetelu, mis on seotud kiiritusseadmete asukoha projekti väljatöötamisega. Kõik kiirgusallikad sisaldavad kindlat kiirgusühikut, millest igaühel on konkreetne mõju inimkehale. See hõlmab nende paigaldiste paigaldamiseks ja kasutuselevõtuks tehtud manipulatsioone.

Tuleb märkida, et ioniseeriva kiirguse allikate kõrvaldamine on kohustuslik.

See on protsess, mis aitab tootmisallikaid dekomisjoneerida. See protseduur koosneb tehnilistest ja administratiivsetest meetmetest, mis on suunatud personali, elanikkonna ohutuse tagamisele, samuti on olemas keskkonnakaitsefaktor. Kantserogeensed allikad ja seadmed on inimorganismile tohutuks ohuks, mistõttu tuleb need utiliseerida.

Kiirguse registreerimise tunnused

Ioniseeriva kiirguse omadused näitavad, et need on nähtamatud, lõhnatud ja värvitud, mistõttu neid on raske märgata.

Selleks on olemas meetodid ioniseeriva kiirguse registreerimiseks. Mis puutub tuvastamis- ja mõõtmismeetoditesse, siis kõike tehakse kaudselt, võttes aluseks mingit omadust.

Ioniseeriva kiirguse tuvastamiseks kasutatakse järgmisi meetodeid:

• Füüsiline: ionisatsioon, proportsionaalne loendur, gaaslahendus Geigeri-Mülleri loendur, ionisatsioonikamber, pooljuhtide loendur.
• Kalorimeetriline tuvastamise meetod: bioloogiline, kliiniline, fotograafiline, hematoloogiline, tsütogeneetiline.
• Luminestsents: fluorestsents- ja stsintillatsiooniloendurid.
• Biofüüsikaline meetod: radiomeetria, arvutus.

Ioniseeriva kiirguse dosimeetria viiakse läbi instrumentide abil, mis võimaldavad määrata kiirgusdoosi. Seade sisaldab kolme põhiosa – impulsiloendurit, andurit ja toiteallikat. Kiirgusdosimeetria on võimalik tänu dosimeetrile või radiomeetrile.

Mõju inimestele

Eriti ohtlik on ioniseeriva kiirguse mõju inimorganismile. Võimalikud on järgmised tagajärjed:

• on väga sügavate bioloogiliste muutuste tegur;
• on neeldunud kiirguse ühiku kumulatiivne mõju;
• mõju avaldub aja jooksul, kuna on varjatud periood;
• kõik siseorganid ja süsteemid on erineva tundlikkusega neeldunud kiirguse ühiku suhtes;
• kiirgus mõjutab kõiki järglasi;
• toime sõltub neeldunud kiirguse ühikust, kiirgusdoosist ja kestusest.

Vaatamata kiiritusseadmete kasutamisele meditsiinis võib nende mõju olla kahjulik. Ioniseeriva kiirguse bioloogiline mõju keha ühtlase kiiritamise protsessis, arvutatuna 100% doosist, ilmneb järgmiselt:

• luuüdi – neeldunud kiirguse ühik 12%;
• kopsud – vähemalt 12%;
• luud – 3%;
• munandid, munasarjad– ioniseeriva kiirguse neeldunud doos umbes 25%;
• kilpnääre– neeldunud doosiühik umbes 3%;
• piimanäärmed - umbes 15%;
• muud koed - neeldunud kiirgusdoosi ühik on 30%.

Selle tulemusena võivad tekkida mitmesugused haigused, sealhulgas onkoloogia, halvatus ja kiiritushaigus. See on äärmiselt ohtlik lastele ja rasedatele naistele, kuna esineb elundite ja kudede ebanormaalne areng. Toksiinid ja kiirgus on ohtlike haiguste allikad.

Inimesed puutuvad kõikjal kokku ioniseeriva kiirgusega. Selleks ei ole vaja sattuda tuumaplahvatuse epitsentrisse, piisab kõrvetava päikese all viibimisest või kopsude röntgenuuringust.

Ioniseeriv kiirgus on radioaktiivsete ainete lagunemisreaktsioonide käigus tekkiv kiirgusenergia voog. Isotoope, mis võivad suurendada kiirgusfondi, leidub maakoores, õhus võivad radionukliidid sattuda inimkehasse seedetrakti, hingamisteede ja naha kaudu.

Fooni kiirguse miinimumtase ei kujuta endast ohtu inimestele. Olukord on teistsugune, kui ioniseeriv kiirgus ületab lubatud norme. Keha ei reageeri kohe kahjulikele kiirtele, kuid aastaid hiljem ilmnevad patoloogilised muutused, mis võivad viia katastroofiliste tagajärgedeni, sealhulgas surmani.

Mis on ioniseeriv kiirgus?

Kahjuliku kiirguse eraldumine toimub pärast radioaktiivsete elementide keemilist lagunemist. Levinumad on gamma-, beeta- ja alfakiired. Kui kiirgus satub kehasse, mõjub see inimesele hävitavalt. Ionisatsiooni mõjul katkevad kõik biokeemilised protsessid.

Kiirguse tüübid:

1. Alfakiirtel on suurenenud ionisatsioon, kuid halb läbitungimisvõime. Alfakiirgus tabab inimese nahka, tungides vähem kui ühe millimeetri kaugusele. See on vabanenud heeliumi tuumade kiir.
2. Elektronid või positronid liiguvad õhuvoolus, mis on võimelised läbima kuni mitmemeetriseid vahemaid. Kui inimene ilmub allika lähedale, tungib beetakiirgus sügavamale kui alfakiirgus, kuid selle liigi ioniseerimisvõime on palju väiksem.
3. Üks kõrgeima sagedusega elektromagnetilisi kiirgusi on gamma-sort, millel on suurenenud läbitungimisvõime, kuid väga väike ioniseeriv toime.
4. mida iseloomustavad lühikesed elektromagnetlained, mis tekivad beetakiirte kokkupuutel ainega.
5. Neutron – laenguta osakestest koosnevad tugevalt läbistavad kiirtekiired.

Kust tuleb kiirgus?

Ioniseeriva kiirguse allikad võivad olla õhk, vesi ja toit. Kahjulikud kiired tekivad looduslikult või tekitatakse kunstlikult meditsiinilistel või tööstuslikel eesmärkidel. Keskkonnas on alati kiirgust:

• tuleb kosmosest ja moodustab suure osa kiirguse koguprotsendist;
• kiirgusisotoope leidub vabalt tuttavates loodustingimustes ja need sisalduvad kivimites;
• Radionukliidid sisenevad kehasse toiduga või õhuga.

Teaduse arenemise kontekstis loodi tehiskiirgus, mille abil on võimalik täpselt diagnoosida paljusid ohtlikke patoloogiaid, sealhulgas nakkushaigusi.

Tööstuslikus mastaabis kasutatakse ioniseerivat kiirgust diagnostilistel eesmärkidel. Sellistes ettevõtetes töötavad inimesed on hoolimata kõigist sanitaarnõuete kohaselt rakendatud ohutusmeetmetest kahjulikes ja ohtlikes töötingimustes, mis kahjustavad nende tervist.

Mis juhtub inimesega, kui ta puutub kokku ioniseeriva kiirgusega?

Ioniseeriva kiirguse hävitav mõju inimkehale on seletatav radioaktiivsete ioonide võimega reageerida rakukomponentidega. On hästi teada, et kaheksakümmend protsenti inimesest koosneb veest. Kiiritamisel vesi laguneb ning keemiliste reaktsioonide tulemusena tekivad rakkudes vesinikperoksiid ja hüdraatoksiid.

Seejärel toimub keha orgaanilistes ühendites oksüdatsioon, mille tagajärjel rakud hakkavad kokku kukkuma. Pärast patoloogilist koostoimet on inimese ainevahetus rakutasandil häiritud. Mõjud võivad olla pöörduvad, kui kokkupuude kiirgusega oli ebaoluline, ja pöördumatud pikaajalise kokkupuute korral.

Mõju kehale võib avalduda kiiritushaiguse kujul, kui radioaktiivsed kiired võivad põhjustada geenimutatsioone, mis on päritud deformatsioonide või raskete haiguste kujul. Sageli esineb tervete rakkude degenereerumist vähirakkudeks, millele järgneb pahaloomuliste kasvajate kasv.

Tagajärjed ei pruugi ilmneda kohe pärast interaktsiooni ioniseeriva kiirgusega, vaid aastakümnete pärast. Asümptomaatilise kulgemise kestus sõltub otseselt sellest, mil määral ja kui kaua inimene sai kiirituskiirgust.

Bioloogilised muutused kiirte mõjul

Kokkupuude ioniseeriva kiirgusega toob kaasa olulisi muutusi organismis, olenevalt kiirgusenergiale avatud nahapiirkonna ulatusest, kiirguse aktiivsena püsimise ajast, samuti elundite ja süsteemide seisundist.

Kiirguse tugevuse näitamiseks teatud ajaperioodi jooksul loetakse mõõtühikuks tavaliselt Rad. Sõltuvalt vastamata kiirte suurusest võivad inimesel tekkida järgmised seisundid:

• kuni 25 rad – üldine tervis ei muutu, inimene tunneb end hästi;
• 26 – 49 rad – seisund on selle annuse juures üldiselt rahuldav, veri hakkab oma koostist muutma;
• 50 – 99 rad – kannatanu hakkab tundma üldist halb enesetunne, väsimus, halb tuju, veres ilmnevad patoloogilised muutused;
• 100 – 199 rad – kokkupuutuja on halvas seisundis, enamasti ei saa inimene tervise halvenemise tõttu töötada;
• 200 – 399 rad – suur kiirgusdoos, mis tekitab mitmeid tüsistusi ja mõnikord viib surmani;
• 400–499 rad – pooled selliste kiirgusväärtustega tsooni sattunud inimestest surevad hullamise patoloogiate tõttu;
• kokkupuude üle 600 rad ei anna võimalust edukaks tulemuseks, surmav haigus võtab kõigi ohvrite elud;
• ühekordne kokkupuude lubatust tuhandeid kordi suurema kiirgusdoosiga – kõik hukkuvad otse katastroofi käigus.

Suurt rolli mängib inimese vanus: ioniseeriva energia negatiivsetele mõjudele on kõige vastuvõtlikumad alla 25-aastased lapsed ja noored. Raseduse ajal suurte kiirgusdooside saamist võib võrrelda kokkupuutega varases lapsepõlves.

Aju patoloogiad esinevad ainult esimese trimestri keskpaigast, kaheksandast nädalast kuni kahekümne kuuendani (kaasa arvatud). Ebasoodsa taustkiirguse korral suureneb loote vähirisk oluliselt.

Millised on ioniseerivate kiirtega kokkupuutumise ohud?

Ühekordne või regulaarne kiirgusega kokkupuude kehaga kipub kogunema ja põhjustab järgnevaid reaktsioone mitme kuu kuni aastakümnete jooksul:

• võimetus last eostada, see tüsistus areneb nii naistel kui meestel, muutes nad steriilseks;
• teadmata etioloogiaga autoimmuunhaiguste, eriti hulgiskleroosi areng;
• kiirituskatarakt, mis põhjustab nägemise kaotust;
• vähkkasvaja välimus on üks levinumaid kudede modifikatsiooniga patoloogiaid;
• immuunhaigused, mis häirivad kõigi elundite ja süsteemide normaalset toimimist;
• kiirgusega kokkupuutunud inimene elab palju lühemat aega;
• muteerivate geenide areng, mis põhjustavad tõsiseid arengudefekte, samuti ebanormaalsete deformatsioonide ilmnemine loote arengu ajal.

Kaugilmingud võivad areneda otse kokkupuutunud isikul või olla pärilikud ja esineda järgmistes põlvkondades. Otse valusas kohas, mille kaudu kiired läbisid, toimuvad muutused, mille käigus kuded atroofeeruvad ja paksenevad mitmete sõlmede ilmnemisega.

See sümptom võib mõjutada nahka, kopse, veresooni, neere, maksarakke, kõhre ja sidekude. Rakurühmad muutuvad kiiritushaigust põdeva inimese kehas mitteelastseks, kõvastuvad ja kaotavad võime täita oma eesmärki.

Kiirgushaigus

Üks ohtlikumaid tüsistusi, mille erinevad arenguetapid võivad viia ohvri surmani. Haigusel võib olla äge kulg ühekordse kiirgusega kokkupuutega või krooniline protsess pideva viibimisega kiirgustsoonis. Patoloogiat iseloomustavad püsivad muutused kõigis elundites ja rakkudes ning patoloogilise energia kogunemine patsiendi kehasse.

Haigus avaldub järgmiste sümptomitega:

• keha üldine mürgistus koos oksendamise, kõhulahtisuse ja kõrgenenud kehatemperatuuriga;
• südame-veresoonkonna süsteemi osas täheldatakse hüpotensiooni arengut;
• inimene väsib kiiresti, võib tekkida kollaps;
• suurte kokkupuutedooside korral muutub nahk punaseks ja kaetakse siniste laikudega piirkondades, kus puudub hapnikuvarustus, lihastoonus väheneb;
• teiseks sümptomiteks on juuste täielik väljalangemine, tervise halvenemine, teadvus püsib aeglasena, täheldatakse üldist närvilisust, lihaskoe atooniat ja häireid ajus, mis võivad põhjustada teadvuse hägustumist ja ajuturset.

Kuidas kaitsta end kiirguse eest?

Tõhusa kaitse määramine kahjulike kiirte eest on inimese vigastuste vältimise aluseks, et vältida negatiivsete tagajärgede tekkimist. Kiirguskiirguse eest kaitsmiseks peate:

1. Vähendage isotoopide lagunemiselementidega kokkupuute aega: inimene ei tohiks viibida ohutsoonis pikka aega. Näiteks kui inimene töötab ohtlikus tööstuses, tuleks töötaja viibimist energiavoo kohas vähendada miinimumini.
2. Lähtest kauguse suurendamiseks saab seda teha mitme tööriista ja automatiseerimistööriistade abil, mis võimaldavad ioniseeriva energiaga töid teha märkimisväärsel kaugusel välistest allikatest.
3. Piirkonda, kuhu kiirid langevad, on vaja vähendada kaitsevahendite abil: ülikonnad, respiraatorid.

Ioniseeriv kiirgus on elektromagnetkiirgus, mis tekib radioaktiivse lagunemise, tuumatransformatsioonide, aines olevate laetud osakeste pärssimisel ja moodustab keskkonnaga suheldes erineva märgiga ioone.

Koostoime laetud osakeste, gamma- ja röntgenikiirgusega. Märkimisväärse kineetilise energiaga on tuumapäritolu korpuskulaarsed osakesed (-osad, -osakesed, neutronid, prootonid jne), samuti footonkiirgus (kvant- ja röntgenikiirgus ning bremsstrahlung). Ainega suheldes kaotavad nad selle energia peamiselt elastsete interaktsioonide tõttu aatomituumade või elektronidega (nagu juhtub piljardipallide vastasmõju ajal), andes neile kogu energia või osa energiast aatomite ergastamiseks (st elektronide ülekandmisel tuumast kaugemal asuvale orbiidile lähemal), samuti keskkonna aatomite või molekulide ioniseerimisel (st ühe või mitme elektroni eraldamisel aatomitest)

Elastne interaktsioon on iseloomulik neutraalsetele osakestele (tronitele) ja footonitele, millel puudub laeng. Sel juhul saab aatomitega interakteeruv neutron vastavalt klassikalise mehaanika seadustele üle kanda osa energiast, mis on võrdeline põrkuvate osakeste massiga. Kui tegemist on raske aatomiga, siis kantakse üle vaid osa energiast. Kui see on vesinikuaatom, mis on võrdne neutroni massiga, siis kantakse üle kogu energia. Sel juhul aeglustub neutron soojusenergiani, mis on elektrivoldi murdosa suurusjärgus ja seejärel siseneb tuumareaktsioonidesse. Aatomit tabades saab neutron sellele üle kanda sellise koguse energiat, mis on piisav selleks, et tuum elektronkihist “välja hüppaks”. Sel juhul moodustub olulise kiirusega laetud osake, mis on võimeline keskkonda ioniseerima.

Koostoime aine ja footoniga on sarnane. See ei ole võimeline keskkonda iseseisvalt ioniseerima, vaid lööb aatomist välja elektronid, mis ioniseerivad keskkonda. Neutronid ja footonkiirgus liigitatakse kaudselt ioniseerivaks kiirguseks.

Laetud osakesed (- ja -osakesed), prootonid ja teised on võimelised keskkonda ioniseerima tänu interaktsioonile aatomi elektrivälja ja tuuma elektriväljaga. Sel juhul aeglustuvad laetud osakesed ja kalduvad nende liikumissuunast kõrvale, kiirgades bremsstrahlung-kiirgust, mis on üks footonkiirguse liike.

Laetud osakesed võivad ebaelastse interaktsiooni tõttu anda keskkonna aatomitele üle energiahulga, millest ioniseerimiseks ei piisa. Sel juhul tekivad ergastatud olekus aatomid, mis kannavad selle energia üle teistele aatomitele või kiirgavad välja iseloomuliku kiirguse kvante või võivad teiste ergastatud aatomitega kokku põrgades saada aatomite ioniseerimiseks piisavat energiat.

Reeglina, kui kiirgus interakteerub ainetega, ilmnevad selle interaktsiooni kõik kolm tüüpi tagajärgi: elastne kokkupõrge, ergastus ja ionisatsioon. Kasutades elektronide ja aine vastastikmõju näidet tabelis. Joonisel 3.15 on näidatud nende suhteline osakaal ja energia kaotamine erinevatele interaktsiooniprotsessidele.

Tabel 3.15

Erinevate interaktsiooniprotsesside tulemusena elektronide kaotatud energia suhteline osakaal, %

Energia, eV	Elastne interaktsioon	Aatomite ergastamine	Ionisatsioon

Ionisatsiooniprotsess on kõige olulisem mõju, millel põhinevad peaaegu kõik tuumakiirguse, eriti kaudse ioniseeriva kiirguse dosimeetria meetodid.

Ionisatsiooniprotsessi käigus moodustuvad kaks laetud osakest: positiivne ioon (või aatom, mis on kaotanud elektroni väliskestalt) ja vaba elektron. Iga interaktsiooniga saab eemaldada ühe või mitu elektroni.

Aatomi ionisatsiooni tõeline töö on 10... 17 eV, s.o. See on see, kui palju energiat on vaja elektroni eemaldamiseks aatomist. Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et õhus ühe ioonipaari tekkeks ülekantav energia on -osakeste puhul keskmiselt 35 eV ja elektronide puhul 34 eV ning bioloogilise koeaine puhul ligikaudu 33 eV. Erinevus määratakse järgmiselt. Ühe ioonipaari moodustamiseks kasutatav keskmine energia määratakse eksperimentaalselt primaarosakese energia ja ühe osakese poolt kogu selle teekonna jooksul moodustatud ioonipaaride keskmise arvu suhtena. Kuna laetud osakesed kulutavad oma energiat ergastus- ja ionisatsiooniprotsessidele, hõlmab ionisatsioonienergia eksperimentaalne väärtus igat tüüpi energiakadusid, mis on seotud ühe ioonipaari moodustumisega. Eksperimentaalne kinnitus sellele on tabel. 3.14.

Kiirgusdoosid. Kui ioniseeriv kiirgus läbib ainet, mõjutab seda ainult see osa kiirgusenergiast, mis ainele üle kantakse ja selles neeldub. Kiirguse toimel ainele ülekantavat energia osa nimetatakse doosiks.

Ioniseeriva kiirguse ja aine vastastikmõju kvantitatiivne tunnus on neeldunud doos. Neeldunud doos D (J/kg) on ​​elementaarmahus ainele ioniseeriva kiirgusega ülekantava keskmise energia He ja selles ruumalas oleva aine massiühiku dm suhe.

SI-süsteemis on neeldunud doosi ühikuks hall (Gy), mis sai nime inglise füüsiku ja radiobioloogi L. Gray järgi. 1 Gy vastab keskmiselt 1 J ioniseeriva kiirguse energia neeldumisele aine massis, mis on võrdne 1 kg-ga. 1 Gy = 1 Jkg -1.

Doose ekvivalent H – elundis või koes neeldunud doos, korrutatud antud kiirguse asjakohase kaaluteguriga, W R

kus D T,R on keskmine neeldunud doos elundis või koes T, W R on kiirguse R kaalumistegur. Kui kiirgusväli koosneb mitmest erineva W R väärtusega kiirgusest, määratakse ekvivalentdoos järgmiselt:

Ekvivalentdoosi mõõtühik on Jkg. -1, millel on erinimi sievert (Sv).

Efektiivdoos E on väärtus, mida kasutatakse kogu inimkeha ja selle üksikute elundite kiiritamise pikaajaliste tagajärgede esinemise mõõtmiseks, võttes arvesse nende kiirgustundlikkust. See on elundi ekvivalentdoosi korrutised vastava elundi või koe koefitsiendiga:

kus on ekvivalentdoos koes T aja jooksul ja W T on koe T kaalumistegur. Efektiivse doosi mõõtühik on Jkg -1, millel on erinimetus - sievert (Sv).

Efektiivne kollektiivdoos S on väärtus, mis määrab kiirguse kogumõju inimrühmale, mis on määratletud järgmiselt:

kus on inimeste rühma i-nda alarühma keskmine efektiivne doos, on inimeste arv alarühmas.

Efektiivse kollektiivdoosi mõõtühik on man-sivert (man-Sv).

Ioniseeriva kiirguse bioloogilise toime mehhanism. Kiirguse bioloogiline mõju elusorganismile algab raku tasandil. Elusorganism koosneb rakkudest. Loomarakk koosneb rakumembraanist, mis ümbritseb želatiinset massi – tsütoplasmat, mis sisaldab tihedamat tuuma. Tsütoplasma koosneb orgaanilistest valguühenditest, mis moodustavad ruumilise võre, mille rakud on täidetud veega, selles lahustunud soolade ja suhteliselt väikeste lipiidide molekulidega – rasvadele sarnaste omadustega ainetest. Tuuma peetakse raku kõige tundlikumaks elutähtsaks osaks ja selle peamised struktuurielemendid on kromosoomid. Kromosoomide ehitus põhineb dioksüribonukleiinhappe (DNA) molekulil, mis sisaldab organismi pärilikku informatsiooni. DNA üksikuid osi, mis vastutavad teatud elementaarse tunnuse kujunemise eest, nimetatakse geenideks või "pärilikkuse ehituskivideks". Geenid paiknevad kromosoomides rangelt määratletud järjekorras ja igal organismil on igas rakus kindel kromosoomide komplekt. Inimestel sisaldab iga rakk 23 paari kromosoome. Rakkude jagunemise (mitoosi) käigus dubleeritakse kromosoomid ja paiknevad tütarrakkudes kindlas järjekorras.

Ioniseeriv kiirgus põhjustab kromosoomide katkemist (kromosoomiaberratsioone), millele järgneb katkiste otste liitumine uuteks kombinatsioonideks. See toob kaasa muutuse geeniaparaadis ja algsetest erinevate tütarrakkude tekke. Kui sugurakkudes tekivad püsivad kromosoomiaberratsioonid, viib see mutatsioonideni, s.t. muude tunnustega järglaste ilmumine kiiritatud isenditel. Mutatsioonid on kasulikud, kui need toovad kaasa organismi elujõu tõusu, ja kahjulikud, kui need avalduvad erinevate kaasasündinud defektidena. Praktika näitab, et ioniseeriva kiirgusega kokkupuutel on kasulike mutatsioonide esinemise tõenäosus väike.

Kuid igas rakus leitakse, et pidevalt töötavad protsessid parandavad DNA molekulide keemilisi kahjustusi. Selgus ka, et DNA on üsna vastupidav kiirgusest põhjustatud katkestustele. DNA struktuurile on vaja teha seitse hävingut, et seda ei saaks enam taastada, s.t. ainult sel juhul toimub mutatsioon. Vähemate pausidega taastatakse DNA algsel kujul. See näitab geenide suurt tugevust välismõjude, sealhulgas ioniseeriva kiirguse suhtes.

Keha jaoks elutähtsate molekulide hävitamine on võimalik mitte ainult nende otsese hävitamise kaudu ioniseeriva kiirguse toimel (sihtmärgi teooria), vaid ka kaudse tegevuse kaudu, kui molekul ise kiirgusenergiat otseselt ei neela, vaid saab selle teiselt molekulilt (lahustilt) , mis algselt selle energia neelas . Sel juhul on kiirgusefekt tingitud lahusti radiolüüsi (lagunemise) produktide teisesest mõjust DNA molekulidele. Seda mehhanismi selgitab radikaalide teooria. Ioniseerivate osakeste korduvad otselöögid DNA molekuli, eriti selle tundlikesse piirkondadesse - geenidesse, võivad põhjustada selle lagunemise. Selliste tabamuste tõenäosus on aga väiksem kui veemolekulidel, mis toimivad rakus peamise lahustina. Seetõttu toimub vee radiolüüs, s.o. radiobioloogilistes protsessides on ülimalt oluline lagunemine kiirguse mõjul vesinikule (H ja hüdroksüül(OH) radikaalid koos järgneva molekulaarse vesiniku ja vesinikperoksiidi moodustumisega. Hapniku olemasolu süsteemis võimendab neid protsesse. Teooria põhjal radikaalidest mängivad ioonid olulist rolli bioloogiliste muutuste ja radikaalide tekkes, mis tekivad vees mööda ioniseerivate osakeste trajektoori.

Radikaalide kõrge võime keemilistesse reaktsioonidesse siseneda määrab nende vastasmõju protsessid bioloogiliselt oluliste molekulidega, mis asuvad nende vahetus läheduses. Sellistes reaktsioonides hävivad bioloogiliste ainete struktuurid ja see omakorda toob kaasa muutused bioloogilistes protsessides, sealhulgas uute rakkude moodustumise protsessides.

Inimese ioniseeriva kiirgusega kokkupuute tagajärjed. Kui rakus toimub mutatsioon, levib see jagunemise teel tekkinud uue organismi kõikidesse rakkudesse. Lisaks geneetilistele mõjudele, mis võivad mõjutada järgnevaid põlvkondi (kaasasündinud deformatsioonid), täheldatakse ka nn somaatilisi (kehalisi) mõjusid, mis on ohtlikud mitte ainult antud organismile endale (somaatiline mutatsioon), vaid ka selle järglastele. Somaatiline mutatsioon laieneb ainult teatud rakkude ringile, mis on moodustunud normaalse jagunemise teel mutatsiooni läbinud primaarsest rakust.

Keha somaatiline kahjustus ioniseeriva kiirguse poolt tuleneb kiirguse mõjust suurele kompleksile – teatud kudesid või elundeid moodustavatele rakurühmadele. Kiirgus pärsib või isegi peatab täielikult rakkude jagunemise protsessi, milles nende elu tegelikult avaldub, ja piisavalt tugev kiirgus lõpuks tapab rakud. Kiirguse hävitav mõju on eriti märgatav noorte kudede puhul. Seda asjaolu kasutatakse eelkõige keha kaitsmiseks pahaloomuliste (näiteks vähkkasvajate) kasvajate eest, mis hävivad ioniseeriva kiirguse mõjul palju kiiremini kui healoomulised rakud. Somaatiliste mõjude hulka kuuluvad lokaalsed nahakahjustused (kiirguspõletus), silmakae (läätse hägustumine), suguelundite kahjustus (lühiajaline või püsiv steriliseerimine) jne.

Erinevalt somaatilistest on kiirguse geneetilisi mõjusid raske tuvastada, kuna need toimivad vähesel arvul rakkudel ja neil on pikk varjatud periood, mõõdetuna kümnete aastate pärast pärast kiiritamist. Selline oht eksisteerib isegi väga nõrga kiirguse korral, mis küll rakke ei hävita, kuid võib põhjustada kromosoomimutatsioone ja muuta pärilikke omadusi. Enamik neist mutatsioonidest ilmnevad ainult siis, kui embrüo saab mõlemalt vanemalt kromosoomid, mis on kahjustatud samal viisil. Mutatsioonide tulemusi, sealhulgas suremust pärilike mõjude tõttu – nn geneetilist surma – täheldati ammu enne seda, kui inimesed hakkasid tuumareaktoreid ehitama ja tuumarelvi kasutama. Mutatsioone võivad põhjustada nii kosmilised kiired kui ka Maa loomulik taustkiirgus, mis ekspertide hinnangul moodustab 1% inimese mutatsioonidest.

On kindlaks tehtud, et puudub minimaalne kiirgustase, millest allpool mutatsiooni ei toimu. Ioniseerivast kiirgusest põhjustatud mutatsioonide koguarv on võrdeline populatsiooni suuruse ja keskmise kiirgusdoosiga. Geneetilise toime avaldumine sõltub vähe doosikiirusest, kuid selle määrab kogu akumuleeritud doos, olenemata sellest, kas see saadi 1 päeva või 50 aasta jooksul. Arvatakse, et geneetilistel mõjudel ei ole doosilävi. Geneetilised mõjud määratakse ainult man-sieverti (person-Sv) efektiivse kollektiivdoosiga ja mõju tuvastamine indiviidil on praktiliselt ettearvamatu.

Erinevalt geneetilistest mõjudest, mida põhjustavad väikesed kiirgusdoosid, algavad somaatilised mõjud alati kindlast lävidoosist: väiksemate annuste korral organismi kahjustusi ei teki. Teine erinevus somaatiliste kahjustuste ja geneetiliste kahjustuste vahel on see, et keha suudab aja jooksul kiirguse mõjudest üle saada, samas kui rakukahjustus on pöördumatu.

Mõnede annuste väärtused ja kiirguse mõju kehale on toodud tabelis. 3.16.

Tabel 3.16

Kiirguskiirgus ja sellega seotud bioloogilised mõjud

Mõju
	Annuse kiirus või kestus	Kiiritus	Bioloogiline toime
	Nädala pärast		Praktiliselt puudub
	Iga päev (mitu aastat)		Leukeemia
	Üks kord		Kromosomaalsed kõrvalekalded kasvajarakkudes (asjakohaste kudede kultuur)
	Nädala pärast		Praktiliselt puudub
	Väikeste annuste kogunemine		Mutageensete mõjude kahekordistamine ühe põlvkonna jooksul
	Üks kord
			SD 50 inimestele
			Juuste väljalangemine (pöörduv)
	0,1-0,5 Sv/päev		Võimalik ravi haiglas
	3 Sv/päevas või väikeste annuste kogunemine		Kiirgus katarakt
			Väga kiirgustundlike elundite vähi esinemine
			Mõõdukalt kiirgustundlike elundite vähi esinemine
			Närvikoe doosipiirang
			Seedetrakti doosipiirang

Märge. О - kogu keha kiiritamine; L - kohalik kiiritamine; SD 50 on doos, mis põhjustab 50% kiirgusega kokkupuutuvate inimeste suremust.

Ioniseeriva kiirgusega kokkupuute standardimine. Kiirgusohutuse valdkonna peamised juriidilised standardid hõlmavad kiirgusohutusstandardeid (NRB-99). Dokument kuulub sanitaareeskirjade kategooriasse (SP 2.6.1.758-99), mille on heaks kiitnud Vene Föderatsiooni riiklik sanitaararst 2. juulil 1999. aastal.

Kiirgusohutuse standardid sisaldavad termineid ja definitsioone, mida tuleb kiirgusohutusprobleemide lahendamisel kasutada. Samuti kehtestatakse kolm standardite klassi: põhilised doosipiirangud; lubatud tasemed, mis on tuletatud doosipiirangutest; aastatarbimise piirid, mahuline keskmine aastane tarbimine, spetsiifilised tegevused, tööpindade lubatud saastatuse tasemed jne; kontrolltasemed.

Ioniseeriva kiirguse reguleerimise määrab ioniseeriva kiirguse inimkehale avalduva mõju iseloom. Sel juhul eristatakse kahte tüüpi haigustega seotud mõjusid meditsiinipraktikas: deterministlikud läviefektid (kiiritushaigus, kiirituspõletus, kiirituskatarakt, loote arengu kõrvalekalded jne) ja stohhastilised (tõenäosuslikud) mittelävimõjud (pahaloomulised kasvajad, leukeemia, pärilikud haigused).

Kiirgusohutuse tagamine on määratud järgmiste põhiprintsiipidega:

• 1. Ratsioneerimise põhimõte on mitte ületada kõigist ioniseeriva kiirguse allikatest pärit kodanike individuaalsete kiiritusdooside lubatud piirmäärasid.
• 2. Põhjenduse põhimõtteks on igasuguste ioniseeriva kiirguse allikate kasutamisega seotud tegevuste keelamine, mille puhul inimesele ja ühiskonnale saadav kasu ei ületa lisaks looduslikule kiirgusfoonile tekitatud võimaliku kahju riski.
• 3. Optimeerimise põhimõte on hoida mistahes ioniseeriva kiirguse allika kasutamisel võimalikult madalal ja saavutataval tasemel, võttes arvesse majanduslikke ja sotsiaalseid tegureid, individuaalseid kiirgusdoose ja kokkupuutuvate inimeste arvu.

Ioniseeriva kiirguse mõju inimestele sotsiaal-majandusliku hindamise eesmärgil, et arvutada kadude tõenäosus ja põhjendada kiirguskaitse kulusid optimeerimispõhimõtte NRB-99 rakendamisel, võetakse kasutusele, et kokkupuude kollektiivse efektiivdoosiga 1 isik-Sv toob kaasa 1 inimaasta eluea elanikkonna kaotuse.

NRB -- 99 tutvustab individuaalse ja kollektiivse riski mõisteid ning määrab ka kiirgusega kokkupuute ebaolulise riski taseme maksimumväärtuse. Nende standardite kohaselt määratakse stohhastiliste (tõenäosuslike) mõjude individuaalne ja kollektiivne eluaegne risk vastavalt.

kus r, R on vastavalt individuaalne ja kollektiivne eluaegne risk; E - individuaalne efektiivne annus; -- tõenäosus, et i-s inimene saab aastase efektiivdoosi vahemikus E kuni E + dE; r E -- eluaegne riskikoefitsient, mis vähendab täisväärtusliku eluperioodi kestust keskmiselt 15 aasta võrra, üks stohhastiline efekt (surmaga lõppenud vähist, tõsistest pärilikest tagajärgedest ja mittesurmavast vähist, väheneb surmaga lõppenud vähi tagajärgede kahju ), võrdne

tööalase kokkupuute korral:

1/in-Sv mSv/aastas

1/in-Sv mSv/aastas

avalikuks eksponeerimiseks:

1/in-Sv mSv/aastas;

1/in-Sv mSv/aastas

Kiirgusohutuse eesmärgil aastaringselt kiirgusega kokku puutudes eeldatakse konservatiivselt, et individuaalne risk lüheneb täisväärtuslik eluiga deterministlikest mõjudest tulenevate tõsiste tagajärgede tõttu võrdub:

kus on tõenäosus, et i-ndat isendit kiiritatakse aasta jooksul allika käitlemisel doosiga, mis on suurem kui D; D on deterministliku efekti lävidoos.

N isendist koosneva rühma võimalik kokkupuude on õigustatud, kui

kus on täisväärtusliku eluea kestuse keskmine lühenemine stohhastiliste mõjude ilmnemise tagajärjel, mis võrdub 15 aastaga; -- täisväärtusliku eluea keskmine lühenemine deterministlike mõjude raskete tagajärgede ilmnemise tõttu, mis võrdub 45 aastaga; -- rahaline ekvivalent elanikkonna 1 inimeluaasta kaotusest; V-- tulu tootmisest; P -- põhitootmise kulud, va kaitsekahjustused; Y – kaitsekahjustus.

NRB-99 rõhutab, et riskide vähendamine võimalikult madalale tasemele (optimeerimine) tuleks läbi viia, võttes arvesse kahte asjaolu:

• - riskipiirang reguleerib võimalikku kokkupuudet kõigist võimalikest allikatest. Seetõttu kehtestatakse optimeerimise käigus iga allika jaoks riskipiirang;
• - võimaliku kokkupuute riski vähendamisel on olemas minimaalne riskitase, millest madalamat riski peetakse tühiseks ja edasine riski vähendamine ei ole asjakohane.

Personali inimtegevusest põhjustatud kokkupuute individuaalseks riskipiiriks on eeldatud 1,010 -3 1 aasta kohta ja elanikkonna jaoks 5,010 -5 1 aasta kohta.

Ebaolulise riski tase eraldab riskide optimeerimise valdkonna ja tingimusteta vastuvõetava riski valdkonna ning on 1 aastaks 10-6.

NRB-99 tutvustab järgmisi kokkupuutuvate isikute kategooriaid:

• - töötajad ja isikud, kes töötavad tehisallikatega (rühm A) või kes on töötingimuste tõttu nende mõjusfääris (rühm B);
• – kogu elanikkond, sealhulgas personal, kes on väljaspool nende tootmistegevuse ulatust ja tingimusi.

Tabel 3.17

Põhilised doosipiirangud

Märkmed * Kiirgusdoosid, nagu ka kõik teised B-rühma töötajate lubatud tuletatud tasemed, ei tohiks ületada 1/4 A-rühma töötajate väärtustest.

** Viitab keskmisele väärtusele 5 mg/cm2 paksuses kihis 5 mg/cm2 paksuse kattekihi all. Peopesadel on kattekihi paksus 40 mg/cm2.

Põhilised dooside piirmäärad kokku puutuvale personalile ja avalikkusele ei sisalda looduslikest, meditsiinilistest ioniseeriva kiirguse allikatest ja kiirgusõnnetustest tulenevaid doose. Seda tüüpi kokkupuutele kehtivad eripiirangud.

NRB--99 sätestavad, et samaaegsel kokkupuutel välis- ja sisekiirguse allikatega peab olema täidetud tingimus, et väliskiirguse doosi suhe doosipiirangusse ning aastaste nukliidide tarbimise suhe nende piirmääradesse kokku ei ületa 1 .

Alla 45-aastaste naispersonali puhul ei tohi ekvivalentdoos alakõhu nahapinnal ületada 1 mSv kuus ning radionukliidide sissevool organismi aasta jooksul ei tohiks ületada 1/20 personali aastase vastuvõtu piirmäär. Sel juhul ei ületa loote ekvivalentne kiirgusdoos 2 kuu avastamata raseduse ajal 1 mSv.

Kui avastatakse, et naistöötajad on rasedad, peavad tööandjad nad üle viima teisele tööle, mis ei sisalda kiirgust.

Alla 21-aastaste õpilaste puhul, kes puutuvad kokku ioniseeriva kiirguse allikatega, ei tohi aastased akumuleeritud doosid ületada elanikele kehtestatud väärtusi.

Praktiliselt tervete inimeste ennetavate meditsiiniliste röntgenuuringute läbiviimisel ei tohiks aastane efektiivdoos ületada 1 mSv.

NRB-99 kehtestab ka nõuded elanikkonna kokkupuute piiramiseks kiirgusõnnetuse tingimustes.