51. Іонізуючі випромінювання. Види іонізуючих випромінювань; основні характеристики.
ІІ діляться на 2 види:
Корпускулярне випромінювання
- 𝛼-випромінювання є потік ядер гелію, що випускаються речовиною при радіоактивному розпаді або при ядерних реакціях;
- 𝛽-випромінювання - потік електронів або позитронів, що виникають при радіоактивному розпаді;
Нейтронне випромінювання (При пружних взаємодіях відбувається звичайна іонізація речовини. При непружних взаємодіях виникає вторинне випромінювання, яке може складатися як із заряджених частинок, так і квантів).
2. Електромагнітне випромінювання
- 𝛾-випромінювання - це електромагнітне (фотонне) випромінювання, що випускається при ядерних перетвореннях або взаємодії частинок;
Рентгенівське випромінювання - виникає в середовищі, що оточує джерело -випромінювання, в рентгенівських трубках.
Характеристики ІІ: енергія (МеВ); швидкість (км/с); пробіг (у повітрі, у живій тканині); іонізуюча здатність (пар іонів на 1 см шляху в повітрі).
Найнижча іонізуюча здатність у α-випромінювання.
Заряджені частинки призводять до прямої, сильної іонізації.
Активність (А) радіоактивного в-ва – кількість спонтанних ядерних перетворень (dN) у цій речовині за малий проміжок часу (dt):
1 Бк (беккерель) дорівнює одному ядерному перетворенню на секунду.
52. Іонізуючі випромінювання. Дози іонізуючих випромінювань та одиниці їх виміру.
Іонізуюче випромінювання (ІІ) – це випромінювання, взаємодія якої із середовищем призводить до утворення зарядів протилежних знаків. Виникає іонізуюче випромінювання при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, а також за взаємодії заряджених частинок, нейтронів, фотонного (електромагнітного) випромінювання з речовиною.
Доза випромінювання- Величина, що використовується для оцінки впливу іонізуючого випромінювання.
Експозиційна доза(характеризує джерело випромінювання за ефектом іонізації):
Експозиційна доза на робочому місці під час роботи з радіоактивними речовинами:
де А-активність джерела [мКі], К-гамма-постійна ізотопу [Рсм2/(чмКі)], t - час опромінення, r - відстань від джерела до робочого місця [см].
Потужність дози(інтенсивність опромінення) – збільшення відповідної дози під впливом даного випромінювання за од. часу.
Потужність експозиційної дози [ргод -1].
Поглинена дозапоказує, яка кількість енергії ІІ поглинена од. маси опромінюваного в-ва:
Д погл. = Д експ. До 1
де К 1 - коефіцієнт, що враховує вид опромінюваної речовини
Поглащ. доза, Грей, [Дж/кг] = 1 Грей
Еквівалентна дозахар-ет хронічне опромінення випромінюванням довільного складу
Н = Д Q [Зв] 1 Зв = 100 бер.
Q – безрозмірний коефіцієнт, що зважує, для даного виду випромінювання. Для рентгенівського та -випромінювання Q=1, для альфа-, бета-часток та нейтронів Q=20.
Ефективна еквівалентна дозахар-ет чутливість разл. органів та тканин випромінювання.
Опромінення неживих об'єктів – Поглащ. доза
Опромінення живих об'єктів – Еквів. доза
53. Дія іонізуючих випромінювань(ІІ) на організм. Зовнішнє та внутрішнє опромінення.
Біологічний ефект ІІ заснований на іонізації живої тканини, що призводить до розриву молекулярних зв'язків та зміни хімічної структури різних сполук, що призводить до зміни ДНК клітин та їхньої подальшої загибелі.
Порушення процесів життєдіяльності організму виявляється у таких розладах як
Гальмування функцій кровотворних органів,
Порушення нормальної згортання крові та підвищення крихкості кровоносних судин,
Розлад діяльності шлунково-кишкового тракту,
Зниження опірності інфекціям,
Виснаження організму.
Зовнішнє опромінення відбувається тоді, коли джерело радіації нах-ся поза організмом людини і відсутні шляхи їх потрапляння всередину.
Внутрішнє опромінення походить. тоді, коли джерело ІІ нах-ся всередині людини; при цьому внутр. опромінення також небезпечне близькістю джерела ІІ до органів та тканин.
Порогові ефекти (Н > 0,1 Зв/рік) залежать від дози ІІ, виникають при дозах опромінення протягом усього життя
Променева хвороба - це захворювання, яке хар-ся симптомами, що виникають при дії ІІ, такими як зниження кровотворної здатності, розлад шлунково-кишкового тракту, зниження імунітету.
Ступінь променевої хвороби залежить від дози випромінювання. Найважчою явл-ся четвертий ступінь, що виникає при впливі ІІ дозою більше 10 Грей. Хронічні променеві поразки, зазвичай, викликаються внутрішнім опроміненням.
Безпорогові (стахастичні) ефекти виявляються при дозах Н<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.
До стахастичним ефектам відносять:
Зміни соматичні
Зміни імунні
Зміни генетичні
Принцип нормування - Тобто. неперевищення допустимих меж індивід. Доз опромінення від усіх джерел ІІ.
Принцип обґрунтування - Тобто. заборона всіх видів діяльності по исп-ю ист-ков ІІ, у яких отримана людини і суспільства користь вбирається у ризик можливого шкоди, заподіяної додатково до природного радиац. фактом.
Принцип оптимізації - Підтримка на можливо низькому і досяжному рівні з урахуванням економіч. та соц. факторів індивід. доз опромінювання-я та числа опромінених осіб при використанні джерела ІІ.
СанПіН 2.6.1.2523-09 «Норми радіаційної безпеки».
Відповідно до цього документа виділяють 3 гр. осіб:
гр.А - Це особи, непоср. працюючі з техногенними джерелами ІІ
гр .Б - Це особи, усл-ия роботи кіт нах-ся в непоср. Бризи від іст-ка ІІ, але деят. даних осіб непоср. з іст-ком не пов'язано.
гр . - Це все інше населення, вкл. осіб гр. А і Б поза їхньою виробничою діяльністю.
Основна дозова межа вуст. з ефективної дози:
Для осіб гр. 20мЗвна рік у порівн. за послід. 5 років, але не більше 50 мЗвна рік.
Для осіб гр. 1мЗвна рік у порівн. за послід. 5 років, але не більше 5 мЗвна рік.
Для осіб гр. не повинні перевищувати ¼ значень для персоналу гр.
На випадок НС, викликаної радіац.аварією є т.зв. пікове підвищене опромінення, кіт. дозволяється лише у випадках, коли немає возм-ти вжити заходів що виключають шкоду організму.
Застосування таких доз М.Б. виправдано лише порятунком життя людей і запобіганням аваріям, доп-ся лише чоловікам старше 30 років за добровільному письмовій угоді.
М/ди захисту від ІІ:
Захист кіл-вом
Захист часом
Захист расст-ем
Зонування
Дистанційне керування
Екранування
Для захисту відγ -випромінювання:металлич. екрани, виконані з великою атомною вагою (W, Fe), а також з бетону, чавуну.
Для захисту від β-випромінювання: ісп-ють матеріали з малою атомною масою (алюміній, плексиглаз).
Для захисту від α-випромінювань: ісп-ють метали, що містять Н2 (вода, парафін, і т.д.)
Товщина екрану К = Ро / Родоп, Ро - потужний. дози, виміряна на рад. місці; Рдоп - гранично допустима доза.
Зонування – розподіл території на 3 зони: 1) укриття; 2) об'єкти та приміщення, в яких можуть нах-ся люди; 3) зона пост. перебування людей.
Дозиметричний контроль ґрунтується на ісп-ії слід. методів: 1. Іонізаційний 2. Фонографічний 3. Хімічний 4. Калориметричний 5. Сцинтиляційний.
Основні прилади , Ісп-і для дозиметрич. контролю:
Рентгенометр (для вимір-я потужн. експ. Дози)
Радіометр (для вимірювання щільності потоків ІІ)
Індивід. дозиметри (для вимірювання експозиції. або поглиненої дози).
ІОНІЗУЮЧІ ВИМИКАННЯ, ЇХ ПРИРОДА І ВПЛИВ НА ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ
Радіація та її різновиди
Іонізуючі випромінювання
Джерела радіаційної небезпеки
Влаштування іонізуючих джерел випромінювання
Шляхи проникнення випромінювання в організм людини
Заходи іонізуючого впливу
Механізм дії іонізуючого випромінювання
Наслідки опромінення
Променева хвороба
Забезпечення безпеки під час роботи з іонізуючими випромінюваннями
Радіація та її різновиди
Радіація – це всі види електромагнітного випромінювання: світло, радіохвилі, енергія сонця та безліч інших випромінювань довкола нас.
Джерелами проникаючої радіації, що створюють природний фон опромінення, є галактичне та сонячне випромінювання, наявність радіоактивних елементів у ґрунті, повітрі та матеріалах, що використовуються в господарській діяльності, а також ізотопів, головним чином, калію, у тканинах живого організму. Одним із найбільш вагомих природних джерел радіації є радон – газ, що не має смаку та запаху.
Інтерес представляє не будь-яка радіація, а іонізуюча, яка, проходячи крізь тканини та клітини живих організмів, здатна передавати їм свою енергію, розриваючи хімічні зв'язки всередині молекул та викликаючи серйозні зміни у їх структурі. Іонізуюче випромінювання виникає при радіоактивному розпаді, ядерних перетвореннях, гальмуванні заряджених частинок у речовині та утворює при взаємодії із середовищем іони різних знаків.
Іонізуючі випромінювання
Усі іонізуючі випромінювання поділяються на фотонні та корпускулярні.
До фотонного іонізуючого випромінювання відносяться:
а) Y-випромінювання, що випромінюється при розпаді радіоактивних ізотопів або анігіляції частинок. Гамма-випромінювання за своєю є короткохвильовим електромагнітним випромінюванням, тобто. потоком високоенергетичних квантів електромагнітної енергії, довжина хвилі яких значно менша від міжатомних відстаней, тобто. y< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);
б) рентгенівське випромінювання, що виникає при зменшенні кінетичної енергії заряджених частинок та/або при зміні енергетичного стану електронів атома.
Корпускулярне іонізуюче випромінювання складається з потоку заряджених частинок (альфа-, бета-часток, протонів, електронів), кінетична енергія яких є достатньою для іонізації атомів при зіткненні. Нейтрони та інші елементарні частинки безпосередньо не виробляють іонізацію, але в процесі взаємодії з середовищем вивільняють заряджені частинки (електрони, протони), здатні іонізувати атоми та молекули середовища, через яке проходять:
а) нейтрони – єдині незаряджені частинки, що утворюються при деяких реакціях поділу ядер атомів урану чи плутонію. Оскільки ці частинки електронейтральні, вони глибоко проникають у будь-яку речовину, включаючи живі тканини. Відмінною особливістю нейтронного випромінювання є його здатність перетворювати атоми стабільних елементів їх радіоактивні ізотопи, тобто. створювати наведену радіацію, що різко підвищує небезпеку нейтронного випромінювання. Проникаюча здатність нейтронів можна порівняти з Y-випромінюванням. Залежно від рівня енергії, що носиться, умовно розрізняють нейтрони швидкі (що мають енергію від 0,2 до 20 Ме В) і теплові (від 0,25 до 0,5 Ме В). Ця відмінність враховується під час проведення захисних заходів. Швидкі нейтрони сповільнюються, втрачаючи енергію іонізації, речовинами з малою атомною вагою (так званими водневмісними: парафін, вода, пластмаси та ін.). Теплові нейтрони поглинаються матеріалами, що містять бор і кадмій (борна сталь, бораль, графіт борний, сплав кадмію зі свинцем).
Альфа -, бета-частинки і гама - кванти мають енергію всього в кілька мегаелектронвольт, і створювати наведену радіацію не можуть;
б) бета частки - електрони, що випускаються під час радіоактивного розпаду ядерних елементів з проміжною іонізуючою та проникаючою здатністю (пробіг у повітрі до 10-20 м).
в) альфа частинки - позитивно заряджені ядра атомів гелію, а космічному просторі і атомів інших елементів, що випускаються при радіоактивному розпаді ізотопів важких елементів – урану чи радію. Вони мають малу проникаючу здатність (пробіг у повітрі - не більше 10 см), навіть людська шкіра є для них непереборною перешкодою. Небезпечні вони лише при попаданні всередину організму, оскільки здатні вибивати електрони з оболонки нейтрального атома будь-якої речовини, у тому числі й тіла людини, і перетворювати його на позитивно заряджений іон з усіма наслідками, про які буде сказано далі. Так, альфа частка з енергією 5 МеВ утворює 150 000 пар іонів.
Характеристика проникаючої здатності різних видів іонізуючого випромінювання
Кількісний вміст радіоактивного матеріалу в організмі людини або речовині визначається терміном активність радіоактивного джерела (радіоактивність). За одиницю радіоактивності в системі СІ прийнято беккерель (Бк), що відповідає одному розпаду в 1 с. Іноді практично застосовується стара одиниця активності – кюрі (Ки). Це активність такої кількості речовини, де за 1с відбувається розпад 37 млрд. атомів. Для перекладу користуються залежністю: 1 Бк = 2,7 х 10 Кі або 1 Кі = 3,7 х 10 Бк.
Кожен радіонуклід має постійний, властивий лише йому період напіврозпаду (час, необхідний втрати речовиною половини активності). Наприклад, у урану-235 він становить 4 470 років, тоді як у йоду-131 – лише 8 діб.
Джерела радіаційної небезпеки
1. Головна причина небезпеки – аварія радіації. Радіаційна аварія – втрата управління джерелом іонізуючого випромінювання (ІІІ), спричинена несправністю обладнання, неправильними діями персоналу, стихійними лихами чи іншими причинами, які могли призвести або призвели до опромінення людей вище встановлених норм або радіоактивного забруднення навколишнього середовища. При аваріях, спричинених руйнуванням корпусу реактора або розплавленням активної зони, викидаються:
1) фрагменти активної зони;
2) Паливо (відходи) у вигляді високоактивного пилу, який може довгий час перебувати в повітрі у вигляді аерозолів, потім після проходження основної хмари випадати у вигляді дощових (снігових) опадів, а при попаданні в організм викликати болісний кашель, іноді по тяжкості подібний до нападом астми;
3) лави, що складаються з двоокису кремнію, а також розплавлений внаслідок зіткнення з гарячим паливом бетон. Потужність дози поблизу таких лав досягає 8000 Р/год і навіть п'ятихвилинне перебування поряд згубно для людини. У перший період після випадання опадів РВ найбільшу небезпеку становить йод-131, що є джерелом альфа- та бета-випромінювання. Періоди напіввиведення його із щитовидної залози становлять: біологічний – 120 діб, ефективний – 7,6. Це вимагає якнайшвидшого проведення йодної профілактики всього населення, яке опинилося в зоні аварії.
2. Підприємства з розробки родовищ та збагачення урану. Уран має атомну вагу 92 і три природні ізотопи: уран-238 (99,3%), уран-235 (0,69%) і уран-234 (0,01%). Усі ізотопи є альфа-випромінювачами з незначною радіоактивністю (2800кг урану за активністю еквівалентні 1 г радію-226). Період напіврозпаду урану-235 = 7,13 х 10 років. Штучні ізотопи уран-233 та уран-227 мають період напіврозпаду 1,3 та 1,9 хв. Уран - м'який метал, на вигляд схожий на сталь. Зміст урану у деяких природних матеріалах сягає 60 %, але у більшості уранових руд вона перевищує 0,05-0,5 %. У процесі видобутку при отриманні 1 тонни радіоактивного матеріалу утворюється до 10-15 тис. Тонн відходів, а при переробці від 10 до 100 тис. Тонн. З відходів (що містять незначну кількість урану, радію, торію та інших радіоактивних продуктів розпаду) виділяється радіоактивний газ – радон-222, який при вдиху викликає опромінення тканин легень. При збагаченні руди радіоактивні відходи можуть потрапити у прилеглі річки та озера. При збагаченні уранового концентрату можливий деякий витік газоподібного гексафториду урану з конденсаційно-випарювальної установки в атмосферу. Деякі уранові сплави, стружки, тирса, що одержуються при виробництві тепловиділяючих елементів, можуть займатися під час транспортування або зберігання, в результаті в навколишнє середовище можуть бути викинуті значні кількості відходів згорілого урану.
3. Ядерний тероризм. Почастішали випадки крадіжки ядерних матеріалів, придатних для виготовлення ядерних боєприпасів навіть у кустарний спосіб, а також загрози виведення з ладу ядерних підприємств, кораблів з ядерними установками та АЕС з метою отримання викупу. Небезпека ядерного тероризму існує і побутовому рівні.
4. Випробування ядерної зброї. Останнім часом досягнуто мініатюризації ядерних зарядів для випробувань.
Влаштування іонізуючих джерел випромінювання
По устрою ДІВ бувають двох типів – закриті та відкриті.
Закриті джерела поміщені в герметизовані контейнери і становлять небезпеку лише у разі відсутності належного контролю за їх експлуатацією та зберіганням. Свій внесок вносять і військові частини, що передають списані прилади до підшефних навчальних закладів. Втрати списаного, знищення через непотрібність, крадіжки з наступною міграцією. Наприклад, у Братську на заводі будконструкцій, ДІВ, укладений у свинцеву оболонку, зберігався у сейфі разом із дорогоцінними металами. І коли грабіжники зламали сейф, то вони вирішили, що ця масивна болванка зі свинцю теж дорогоцінна. Вкрали її, а потім чесно поділили, розпиливши навпіл свинцеву «сорочку» та заточену в ній ампулу з радіоактивним ізотопом.
Наступна сторінка>>§ 2. Вплив іонізуючих випромінювань на організм людини
Внаслідок впливу іонізуючих випромінювань на організм людини в тканинах можуть відбуватися складні фізичні, хімічні та біохімічні процеси. Іонізуючі випромінювання викликають іонізацію атомів та молекул речовини, внаслідок чого молекули та клітини тканини руйнуються.
Відомо, що 2/3 загального складу тканини людини становлять вода та вуглець. Вода під впливом випромінювання розщеплюється на водень Н і гідроксильну групу ВІН, які безпосередньо, або через ланцюг вторинних перетворень утворюють продукти з високою хімічною активністю: гідратний оксид Н 2 і перекис водню Н 2 O 2 . Ці сполуки взаємодіють з молекулами органічної речовини тканини, окислюючи та руйнуючи її.
Внаслідок впливу іонізуючих випромінювань порушується нормальний перебіг біохімічних процесів та обмін речовин в організмі. Залежно від величини поглиненої дози випромінювання та від індивідуальних особливостей організму, викликані зміни можуть бути оборотними або незворотними. При невеликих дозах уражена тканина відновлює свою функціональну діяльність. Великі дози при тривалому впливі можуть спричинити незворотне ураження окремих органів чи всього організму (променеве захворювання).
Будь-який вид іонізуючих випромінювань викликає біологічні зміни в організмі як при зовнішньому опроміненні, коли джерело опромінення знаходиться поза організмом, так і при внутрішньому опроміненні, коли радіоактивні речовини потрапляють усередину організму, наприклад, інгаляційним шляхом - при вдиханні або заковтування з їжею або водою.
Біологічна дія іонізуючого випромінювання залежить від величини дози та часу впливу випромінювання, від виду радіації, розмірів опромінюваної поверхні та індивідуальних особливостей організму.
При одноразовому опроміненні всього тіла людини можливі такі біологічні порушення в залежності від дози випромінювання:
0-25 рад 1 видимих порушень немає;
25-50 рад. . . можливі зміни у крові;
50-100 рад. . . зміни у крові, нормальний стан працездатності порушується;
100-200 рад. . . порушення нормального стану, можлива втрата працездатності;
200-400 рад. . . втрата працездатності, можливий смертельний результат;
400-500 рад. . . смертельні випадки становлять 50% загальної кількості постраждалих
600 радий і смертельний результат майже у всіх випадках опромінення.
При опроміненні дозами, що у 100—1000 разів перевищують смертельну дозу, людина може загинути під час опромінення.
Ступінь ураження організму залежить від розміру опромінюваної поверхні. Зі зменшенням опромінюваної поверхні зменшується і небезпека ураження. Важливим чинником при дії іонізуючого випромінювання організм є час опромінення. Чим дрібніше випромінювання за часом, тим менше його вражаюча дія.
Індивідуальні особливості організму людини виявляються лише за невеликих доз опромінення. Чим молодша людина, тим вище її чутливість до опромінення. Доросла людина віком 25 років і старша найбільш стійка до опромінення.
Ступінь небезпеки ураження залежить також від швидкості виведення радіоактивної речовини з організму. Не затримуються на тривалий час речовини, що швидко звертаються в організмі (вода, натрій, хлор) і речовини, що не засвоюються організмом, а також не утворюють сполук, що входять до складу тканин (аргон, ксенон, криптон та ін.). Деякі радіоактивні речовини майже не виводяться з організму та накопичуються у ньому.
При цьому одні з них (ніобій, рутеній та ін.) рівномірно розподіляються в організмі, інші зосереджуються в певних органах (лантан, актиній, торій - у печінці, стронцій, уран, радій - у кістковій тканині), наводячи їх до швидкого пошкодження. .
При оцінці дії радіоактивних речовин слід також враховувати період їхнього напіврозпаду та вид випромінювання. Речовини з коротким періодом напіврозпаду швидко втрачають активність, α-випромінювачі, будучи майже нешкідливими для внутрішніх органів при зовнішньому опроміненні, потрапляючи всередину, мають сильну біологічну дію внаслідок великої щільності іонізації, що створюється ними; α- і β-випромінювачі, маючи дуже малі пробіги часток, що випускаються, в процесі розпаду опромінюють лише той орган, де переважно накопичуються ізотопи.
1 Радий — одиниця виміру поглиненої дози випромінювання. Під поглиненою дозою випромінювання розуміється енергія іонізуючого випромінювання, поглинена в одиниці маси речовини, що опромінюється.
Людина піддається впливу іонізуючого випромінювання повсюдно. Для цього необов'язково потрапляти в епіцентр ядерного вибуху, достатньо опинитися під сонцем, що пить, або провести рентгенологічне дослідження легень.
Іонізуюче випромінювання – це потік променевої енергії, що утворюється під час реакцій розпаду радіоактивних речовин. Ізотопи, здатні підвищити радіаційний фонд, знаходяться у земній корі, у повітрі, людині радіонукліди можуть потрапляти в організм через шлунково-кишковий тракт, дихальну систему та шкірні покриви.
Мінімальні показники радіаційного фону не становлять загрози для людини. По-іншому, якщо іонізуюче випромінювання перевищує допустимі норми. Організм миттєво не відреагує на шкідливі промені, але через роки з'являться патологічні зміни, які можуть призвести до плачевних наслідків, аж до смерті.
Що таке іонізуюче випромінювання?
Звільнення шкідливого випромінювання утворюється після хімічного розпаду радіоактивних елементів. Найпоширенішими є гамма-, бета-і альфа-промені. Потрапляючи в організм, випромінювання руйнівно впливає на людину. Усі біохімічні процеси порушуються, перебуваючи під впливом іонізації.
Види випромінювання:
- Промені типу альфа мають підвищену іонізацію, але мізерну проникаючу здатність. Альфа-випромінювання потрапляє на шкіру людини, проникаючи на відстань менше одного міліметра. Являє собою пучок із вивільнених ядер гелію.
- У бета-променях рухаються електрони чи позитрони, у повітряному потоці вони здатні подолати відстань до кількох метрів. Якщо поблизу джерела з'явиться людина, бета-випромінювання проникне глибше, ніж альфа-, але іонізуючі здібності цього виду набагато менше.
- Одне з найбільш високочастотних електромагнітних випромінювань є різновид гамма-, яке має підвищену здатність проникнення, але дуже маленькою іонізуючою дією.
- характеризується короткими електромагнітними хвилями, що виникають при контакті бета-променів із речовиною.
- Нейтронне – високопроникні пучки променів, що складаються із незаряджених частинок.
Звідки береться випромінювання?
Джерелами іонізуючих випромінювань можуть стати повітря, вода та продукти харчування. Шкідливі промені зустрічаються в природі або створюються штучно для медичних чи промислових цілей. У навколишньому середовищі завжди є радіація:
- виходить із космосу і становить більшу частину від загального відсотка випромінювання;
- радіаційні ізотопи вільно перебувають у звичних природних умовах, містяться у гірських породах;
- радіонукліди потрапляють до організму з їжею чи повітряним шляхом.
Штучне випромінювання створено в умовах науки, що розвивається, вчені змогли відкрити унікальність рентгенівських променів, за допомогою яких можлива точна діагностика багатьох небезпечних патологій, у тому числі і інфекційних захворювань.
У промисловому масштабі використовується іонізуюче випромінювання у діагностичних цілях. Люди, які працюють на подібних підприємствах, незважаючи на всі заходи безпеки, які застосовуються за санітарними вимогами, перебувають у шкідливих та небезпечних умовах праці, які несприятливо позначаються на здоров'ї.
Що відбувається з людиною при іонізуючому випромінюванні?
Руйнівний вплив іонізуючого випромінювання на організм людини пояснюється здатністю радіоактивних іонів вступати в реакцію зі складовими клітин. Загальновідомо, що людина на вісімдесят відсотків складається із води. При опроміненні вода розкладається і в клітинах внаслідок хімічних реакцій утворюється перекис водню та гідратний оксид.
Надалі відбувається окислення в органічних сполуках організму, унаслідок чого клітини починають руйнуватися. Після патологічного взаємодії людини порушується обмін речовин на клітинному рівні. Наслідки можуть бути оборотними, коли контакт з випромінюванням був незначним, і незворотними при тривалому опроміненні.
Вплив на організм може виявлятися у формі променевої хвороби, коли уражені всі органи, радіоактивні промені можуть викликати генні мутації, які передаються у спадок у вигляді каліцтв або важких захворювань. Непоодинокі випадки переродження здорових клітин на ракові з подальшим розростанням злоякісних пухлин.
Наслідки можуть виникнути не відразу після взаємодії з іонізуючим випромінюванням, а через десятки років. Тривалість безсимптомного перебігу безпосередньо залежить від ступеня та часу, протягом якого людина отримувала радіоактивне опромінення.
Біологічні зміни при дії променів
Вплив іонізуючого випромінювання тягне за собою значні зміни в організмі в залежності від обширності ділянки шкірних покривів, що піддається впровадженню променевої енергії, часу, протягом якого випромінювання залишається активним, а також стану органів та систем.
Щоб позначити силу випромінювання за певний період, одиницею виміру прийнято вважати Рад. Залежно від величини пропущених променів у людини можуть розвинутись такі стани:
- до 25 рад – загальне самопочуття не змінюється, людина почувається добре;
- 26 – 49 рад – стан загалом задовільний, при такому дозуванні кров починає змінювати свій склад;
- 50 – 99 рад – постраждалий починає відчувати загальне нездужання, втому, поганий настрій, у крові з'являються патологічні зміни;
- 100 – 199 рад – опромінений перебуває у поганому стані, найчастіше людина не може працювати через погіршення здоров'я;
- 200 - 399 рад - велика доза випромінювання, яка розвиває численні ускладнення, а іноді призводить до летального результату;
- 400 - 499 радий - половина людей, які потрапили в зону з такими значеннями радіації, помирають від патологій, що пустували;
- опромінення більше 600 рад не дає шансу на благополучний кінець, смертельна хвороба забирає життя всіх постраждалих;
- одноразове отримання дози випромінювання, яка у тисячі разів більша за допустимі цифри – гинуть усі безпосередньо під час катастрофи.
Вік людини відіграє велику роль: найбільш сприйнятливі до негативного впливу іонізуючої енергії діти та молоді люди, які не досягли двадцятип'ятирічного віку. Отримання великих доз радіації під час вагітності можна порівняти з опроміненням у ранньому дитячому віці.
Патології головного мозку виникають лише, починаючи з середини першого триместру, з восьмого тижня та до двадцять шостого включно. Ризик виникнення ракових утворень у плода значно зростає при несприятливому радіаційному фоні.
Чим загрожує потрапляння під вплив іонізуючих променів?
Одночасне або регулярне попадання радіації в організм має властивість до накопичення та наступних реакцій через деякий період часу від кількох місяців до десятиліть:
- неможливість зачати дитини, дане ускладнення розвивається як у жінок, так і у чоловічої половини, роблячи їх стерильними;
- розвиток аутоімунних захворювань нез'ясованої етіології, зокрема розсіяного склерозу;
- променева катаракта, що веде до втрати зору;
- поява ракової пухлини – одна з найчастіших патологій із видозміною тканин;
- захворювання імунного характеру, що порушують звичну роботу всіх органів та систем;
- людина, що зазнає випромінювання, живе набагато менше;
- розвиток генів, що мутують, які викличуть серйозні вади в розвитку, а також поява в ході розвитку плоду аномальних каліцтв.
Віддалені прояви можуть розвинутись безпосередньо у опроміненого індивідуума або передатися у спадок і виникати у наступних поколінь. Безпосередньо у хворого місця, через яке проходили промені, виникають зміни, при яких тканини атрофуються та ущільнюються з появою вузликів множинного характеру.
Даний симптом може торкнутися шкірних покривів, легень, кровоносних судин, нирок, клітин печінки, хрящової та сполучної тканини. Групи клітин стають нееластичні, грубіють і втрачають здатність виконувати своє призначення в організмі людини з променевою хворобою.
Променева хвороба
Одне з найгрізніших ускладнень, різні етапи розвитку якого можуть призвести до смерті потерпілого. Захворювання може мати гостру течію при одночасному опроміненні або хронічний процес при постійному знаходженні в зоні радіації. Патологія характеризується стійкою зміною всіх органів та клітин та акумуляцією патологічної енергії в організмі хворого.
Проявляється недуга наступними симптомами:
- загальна інтоксикація організму з блюванням, діареєю та підвищеною температурою тіла;
- з боку серцево-судинної системи відзначається розвиток гіпотонії;
- людина швидко втомлюється, можливе виникнення колапсів;
- при великих дозах впливу шкіра червоніє і покривається синіми плямами в ділянках, які відчувають брак постачання кисню, тонус м'язів знижується;
- Другою хвилею симптоматики є тотальне випадання волосся, погіршення самопочуття, свідомість залишається сповільненою, спостерігається загальна нервозність, атонія м'язової тканини, порушення в головному мозку, здатні викликати помутніння свідомості та набряк мозку.
Як захиститись від опромінення?
Визначення ефективного захисту від шкідливих променів лежить в основі профілактики ураження людини, щоб уникнути появи негативних наслідків. Щоб урятуватися від опромінення необхідно:
- Скоротити час впливу елементів розпаду ізотопів: людина не повинна знаходитись у небезпечній зоні тривалий період. Наприклад, якщо людина працює на шкідливому виробництві, перебування працівника на місці потоку енергії має скоротитися до мінімуму.
- Збільшити відстань від джерела, зробити це можливо при використанні множинних інструментів та засобів автоматизації, що дозволяють виконувати роботу на значній відстані від зовнішніх джерел з іонізуючою енергією.
- Зменшити площу, яку потраплять промені, необхідно за допомогою захисних засобів: костюмів, респіраторів.
Подробиці Переглядів: 7330
У звичайних умовах кожна людина безперервно зазнає впливу іонізуючої радіації в результаті космічного випромінювання, а також внаслідок випромінювання природних радіонуклідів, що знаходяться в землі, їжі, рослинах і в самому організмі людини.
Рівень природної радіоактивності, викликаний природним тлом, невеликий. Такий рівень опромінення звичний для людського організму і вважається нешкідливим для нього.
Техногенне опромінення виникає від техногенних джерел як і нормальних, і у аварійних умовах.
Різні види радіоактивних випромінювань можуть викликати у тканинах організму певні зміни. Ці зміни пов'язані з іонізацією атомів і молекул клітин живого організму, що виникає при опроміненні.
Робота з радіоактивними речовинами за відсутності належних заходів захисту може призвести до опромінення дозами, які шкідливо впливають на організм людини.
Контакт з іонізуючими випромінюваннями є серйозною небезпекою для людини. Ступінь небезпеки залежить від величини поглиненої енергії випромінювання, і від просторового розподілу поглиненої енергії в організмі людини.
Радіаційна небезпека залежить від виду випромінювання (коефіцієнт якості випромінювання). Важкі заряджені частинки та нейтрони більш небезпечні, ніж рентгенівське та гамма-випромінювання.
Внаслідок впливу іонізуючих випромінювань на організм людини в тканинах можуть відбуватися складні фізичні, хімічні та біологічні процеси. Іонізуючі випромінювання викликають іонізацію молекул та атомів речовини, внаслідок чого молекули та клітини тканини руйнуються.
Іонізація живих тканин супроводжується збудженням молекул клітин, що веде до розриву молекулярних зв'язків та до зміни хімічної структури різних сполук.
Відомо, що 2/3 загального складу тканини людини складає вода. У зв'язку з цим процеси іонізації живої тканини багато в чому визначаються поглинанням випромінювання водою клітин, іонізацією молекул води.
Водень (Н) і гідроксильна група (ОН), що утворюються в результаті іонізації, безпосередньо або через ланцюг вторинних перетворень утворюють продукти з високою хімічною активністю: гідратний окис (Н02) і перекис водню (Н202), що володіють яскраво вираженими окислювальними властивостями і високою токсичністю до тканини. Вступаючи в сполуки з молекулами органічних речовин, і насамперед із білками, вони утворюють нові хімічні сполуки, не властиві здоровій тканині.
При опроміненні нейтронами в організмі можуть утворитися радіоактивні речовини з елементів, що містяться в ньому, утворюючи наведену активність, тобто радіоактивність, створену в речовині в результаті впливу на нього потоків нейтронів.
Іонізація живої тканини, яка залежить від енергії випромінювання, маси, величини електричного заряду та іонізуючої здатності випромінювання, призводить до розриву хімічних зв'язків та зміни хімічної структури різних сполук, що становлять клітини тканини.
У свою чергу зміни в хімічному складі тканини, що відбуваються в результаті руйнування значної кількості молекул, призводять до загибелі цих клітин. Причому багато випромінювання проникають дуже глибоко і можуть спричинити іонізацію, а отже й ураження клітин у глибоко розташованих частинах людського тіла.
Внаслідок впливу іонізуючих випромінювань порушується нормальний перебіг біологічних процесів та обмін речовин в організмі.
Залежно від дози опромінення та тривалості впливу та від індивідуальних особливостей організму ці зміни можуть бути оборотними, при яких уражена тканина відновлює свою функціональну діяльність, або незворотними, що призведе до ураження окремих органів чи всього організму. Причому чим більша доза опромінення, тим більший вплив його на організм людини. Вище зазначалося, що з процесами ушкодження організму іонізуючими випромінюваннями відбуваються і захисно-відновні процеси.
Тривалість опромінення дуже впливає на ефект опромінення, і слід вважати, що вирішальне значення має навіть не доза, а потужність дози опромінення. Зі збільшенням потужності дози вражаюча дія зростає. Тому дробова дія опромінення меншими дозами менш згубно, ніж отримання тієї ж дози опромінення протягом одноразового опромінення сумарною дозою опромінення.
Ступінь ураження організму іонізуючим випромінюванням підвищується зі збільшенням розмірів поверхні, що опромінюється. Вплив іонізуючих випромінювань виявляється різним залежно від того, який орган зазнає опромінення.
Вид випромінювання впливає руйнівну здатність випромінювання при вплив на органи та тканини організму. Цей вплив враховує зважуючий коефіцієнт даного виду випромінювання, що було зазначено раніше.
Індивідуальні особливості організму виявляються при малих дозах опромінення. Зі збільшенням дози опромінення вплив індивідуальних особливостей стає незначним.
Людина найбільш стійка до опромінення у віці від 25 до 50 років. У молодих людей чутливість до опромінення вища, ніж у людей середнього віку.
Біологічна дія іонізуючих випромінювань значною мірою залежить від стану центральної нервової системи та внутрішніх органів. Нервові захворювання, а також захворювання серцево-судинної системи, кровотворних органів, нирок, залоз внутрішньої секреції знижують витривалість людини до опромінення.
Особливості впливу радіоактивних речовин, що потрапили всередину організму, пов'язані з можливістю тривалого їх перебування в організмі та безпосереднього впливу на внутрішні органи.
Всередину організму людини радіоактивні речовини можуть надходити при вдиханні повітря, забрудненого радіонуклідами, через травний тракт (при їжі, питві, курінні), через пошкоджену та неушкоджену шкіру.
Газоподібні радіоактивні речовини (радон, ксенон, криптон та ін.) легко проникають через дихальні шляхи, швидко всмоктуються, викликаючи явища загального ураження. Гази відносно швидко виділяються з організму, більша їх частина виділяється через дихальні шляхи.
Проникнення в легені розпорошених радіоактивних речовин залежить від ступеня дисперсності частинок. Частинки розміром більше 10 мк, як правило, затримуються в носовій порожнині та в легені не проникають. Частинки розміром менше 1 мк, що потрапили під час вдихання всередину організму, видаляються з повітрям при видиханні.
Ступінь небезпеки ураження залежить від хімічної природи цих речовин, а також швидкості виведення радіоактивної речовини з організму. Менш небезпечні радіоактивні речовини:
що швидко звертаються в організмі (вода, натрій, хлор та ін) і не затримуються в організмі на тривалий час;
не засвоювані організмом;
не утворюють сполук, що входять до складу тканин (аргон, ксенон, криптон та ін.).
Деякі радіоактивні речовини майже не виводяться з організму і накопичуються в ньому, при цьому одні з них (ніобій, рутеній та ін) рівномірно розподіляються в організмі, інші зосереджуються в певних органах (лантан, актіній, торій - у печінці, стронцій, уран, радій - у кістковій тканині), призводячи до їх швидкого пошкодження.
При оцінці дії радіоактивних речовин слід також враховувати період їхнього напіврозпаду та вид випромінювання. Речовини з малим періодом напіврозпаду швидко втрачають активність і тому менш небезпечні.
Кожна доза випромінювання залишає глибокий слід організму. Однією з негативних властивостей іонізуючих випромінювань є його сумарна, кумулятивна дія на організм.
Кумулятивна дія виявляється особливо сильною при попаданні в організм радіоактивних речовин, що відкладаються у певних тканинах. При цьому, присутні в організмі день у день протягом тривалого терміну, вони опромінюють довколишні клітини та тканини.
Розрізняють такі види опромінення:
хронічна (постійна або уривчаста дія іонізуючого випромінювання протягом тривалого часу);
гострий (одноразовий, короткочасний променевий вплив);
загальне (опромінення всього організму);
місцеве (опромінення частини організму).
Результат впливу іонізуючого випромінювання і при зовнішньому, і при внутрішньому опроміненні залежить від дози опромінення, тривалості впливу, виду опромінення, індивідуальної чутливості та величини поверхні, що опромінюється. При внутрішньому опроміненні ефект впливу залежить, крім того, від фізико-хімічних властивостей радіоактивних речовин та їхньої поведінки в організмі.
На великому експериментальному матеріалі з тваринами, а також шляхом узагальнення досвіду роботи людей з радіонуклідами загалом було встановлено, що при впливі на людину певних доз іонізуючих випромінювань вони не спричиняють істотних незворотних змін. Такі дози називаються граничними.
Межа дози - величина ефективної річної чи еквівалентної дози техногенного опромінення, яка має перевищуватися за умов нормальної роботи. Дотримання межі річної дози запобігає виникненню детермінованих ефектів, а ймовірність стохастичних ефектів зберігається при цьому на прийнятному рівні.
Детерміновані ефекти випромінювання - шкідливі біологічні ефекти, що клінічно виявляються, викликані іонізуючим випромінюванням, щодо яких передбачається існування порогу, нижче якого ефект відсутній, а вище - тяжкість ефекту залежить від дози.
Стохастичні ефекти випромінювання - шкідливі біологічні ефекти, що викликаються іонізуючим випромінюванням, що не мають дозового порога виникнення, ймовірність виникнення яких є пропорційною дозі і для яких тяжкість прояву не залежить від дози.
У зв'язку з викладеним питання захисту працюючих від шкідливого впливу іонізуючих випромінювань мають різнобічний характер і регламентуються різними правовими актами.