Ионизирующее излучение (ИИ)
Ионизирующее излучение (ИИ)
1)
Международные организации по вопросам радиационной защиты. До конца 19 в чел-во
подвергалось ИИ, но ничего не знало об этом. Люди столкнулись с отрицат. эффектом
ИИ в связи с открытием рентгеновских лучей. В 1985 г. помощник Рентгена получил
ожог рук при взаимодействии с рентген-ми лучами. Чуть позже А.Беккерель положил
в карман пробирку с радием. Мария Кюри умерла от внеш. и внутр. поражения
(останки ее до сих пор радиоактивны). В конце 20-х гг. стало известно, что ИИ
обладает отрицательным действием, создана Международная комиссия по
радиационной защите (МКРЗ) - разрабатывает правила работы с радиоактивными
веществами и мероприятия по защите от радиации.Национальные институты
безопасности разрабатывают нац-ные нормативы согласно МКРЗ. До 50-х гг. многие
не знали о радиации; затем США вели интенсивные испытания ядерного оружия в
атмосфере - амер. бомбардировки японских городов. В 1955 г Генеральная
Ассамблея ООН основала научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР);
занимается изучением воздействия радиации, независимо от ее источника, на окр.
среду и население. В России таким институтом является НИИ радиационной гигиены
в СПб.
2)
Виды ИИ, их характеристики. ИИ - излучения, взаимодействие которых со средой
приводит к образованию зарядов противоположных знаков. Виды ИИ: 1) ЭМ часть ИИ:
1.1) рентгеновское (Х-rays): 1.1.1) тормозное (торможение потока электронов) -
различные дисплеи; 1.1.2) характеристическое (изменение энергетического
состояния электрона и переход его на др. орбиталь); 1.2) g (гамма) - излучение; 2) Корпускулярная
часть ИИ: 2.1) a (альфа) - И
(ядро гелия); 2.2) b (бета) - И
(электроны); 2.3) нейтронное И. Характеристики ИИ: Проникающая (спос-ть И
проникать через вещество) и ионизирующая (спос-ть образовывать заряд)
способности. При высокой проникающей сп-ти имеет место низкая ионизирующая
сп-ть, и наоборот. Корпускулярное И: 1) a: Пробег квазитронов альфа-частиц в воздухе составляет 8-9 см,
проникновение в кожу - до неск-ких микрометров, т.е. проникающая сп-ть крайне
мала. Ионизирующая сп-ть альфа-частиц высокая, т.к. это тяжелые частицы. 2) b И: Поток электронов имеет максимальный
пробег в воздухе - 1800 см, проникновение в живую ткань - 2,5 см. Ионизирующая
способность высокая, но на 3 порядка ниже, чем у альфа. 3) Нейтронное И:
Обладает высокой ионизирующей сп-тью, проникающая сп-ть при достаточно упругом
взаимодействии невысока; при неупругом взаимодействии поток нейтронов вызывает
вторичное И в виде других заряженных частиц и гамма-квантов. ЭМИ: Проникающая
сп-ть растет от X-rays к гамма-И, а ионизир. сп-ть во много раз <, чем у
корпускулярного И.
3)
Единицы активности и дозы ИИ. Относятся к количественным характеристикам. а)
Активность (А): (распад атомного ядра с испусканием ИИ)
формула выражает число
спонтанных ядерных превращений за единицу времени. [Бк] - 1 Беккерель -1 распад
ядра в секунду. [Ки] - Кюри, А используется для оценки загрязненности
территории радионуклидами. б) Экспозиционная доза облучения - характеризует
ионизирующую сп-ть облучения dQ - заряд; dm - элементарная масса. Опр. dQ -
полный заряд ионов одного знака возникающий в воздухе в данной точке
пространства при полном торможении всех вторичных электронов, которые были
образованы фотонами в малом объеме воздуха массой dm.
D
– поглощенная доза. DE – энергия, сообщенная ионизирующим излучением веществу
массой dm. Эквивалентная доза – характеризует воздействие ИИ на живую ткань ; К1 – размерный
коэффициент, который показывает во сколько раз ионизирующий эффект данного
излучения больше ионизирующего эффекта рентгеновского излучения. Для a - частиц К1=10. Эти единицы
приняты старые показатели:: 1Гр=100 рад, 1 Зв=100 бэр (биологический эквивалент
рада). Для измерения малых доз облучения используется млЗв.
Помимо
эквивалентной дозы есть эффективная эквивалентная доза
К2
– учитывает одинаковое воздействие ИИ на различные виды тканей. Самыми
уязвимыми тканями являются клетки красного костного мозга К2=0,12.
При облучении всего органтзма в целом К2=1. Затем уязвимы ганады
(половые железы), т.к. возможна мутация в потомстве ,К2=0,25; легкие
К2=0,12; молочные железы = 0,15; костная ткань = 0,01; щитовидная
железа = 0,03; на остальные ткани приходится 0,3. Эфф.экв.доза необходима для
пересчета эффективной- дозы при облучении части тела. Полная
эффективная эквивалентная доза – это доза, которую человек получает в течение
всей своей жизни. Многие радионуклиды имеют период распада 100 и более лет.
Также можно применять коллективную полную эффективную эквивалентную дозу.
Полная эффективная эквивалентная доза с течением времени уменьшается, а
коллективная увеличивается из-за миграции нуклидов, что влияет на генофонд.
Источники ИИ: естественные и техногенные.
Естественные
источники: космическое излучение, излучение естественно распределенных
природных радиоактивных веществ. Снимок черепа = 0,08-6 Рентген=8-60 млЗвж
снимок зуба = 30-50 млЗв; флюорография = 2-5 млЗв.
4)Биологическое
воздействие ИИ. Внешнее облучение – источники излучения вне организма.
Внутреннее облучение – источник внутри. Как внешний источник опасно
рентгеновское и гамма-излучение. Как внутреннее особо опасно корпускулярное
излучение, т.к. нет естественной преграды – кожи. Биологическое воздействие
связано с ионизацией воды в организме человека. При этом образуется ион ОН
`- гидроксильная группа, резко ускоряются
процессы окисления, нарушаются биохимические реакции, что приводит :
1.Торможение функций кроветворных органов;2.Нарушение нормальной свертываемости
крови;3.Повышение хрупкости кровеносных сосудов; 4.Расстройство деятельности
желудочно-кишечного тракта;5.Снижение иммунитета;6.Общее истощение организма.
2 вида эффекта облучения: пороговые и
беспороговые.
Порого
- порог, составляющий 0,1 Зв в год.
Пороговый
эффект облучения - это биологические эффекты облучения, в отношении которых
предполагается существование порога, выше которого тяжесть эффекта зависит от
дозы.
Пороговые
эффекты облучения (радиационные поражения):
1)
острые поражения - острая лучевая болезнь (ОЛБ), наступает при облучении
большими дозами, в течение малого промежутка времени:
1
стадия - первичная реакция: повышение температуры, учащение пульса, тошнота,
головокружение, вялость;
2
стадия - период видимого благополучия (скрытый период);
3
стадия - разгар болезни (тошнота, кровоизлияния и т.п.);
4
стадия - либо выздоровление, либо летальный исход.
2,7
- 3 Зв; 270-300 Р - тяжелые проявления ОЛБ (50% - летальный исход).
5,5
- 7 Зв - без лечения - 100% летальный исход.
2)
Хроническая лучевая болезнь - профессиональное заболевание
врачей-рентгенологов.
Беспороговые
(стохастические) эффекты облучения - тяжесть эффекта не зависит от дозы;
вероятность возникновения эффектов пропорциональна дозе.
Радиационный
риск - риск, который определяется как вероятность того, что у человека в
результате облучения возникнет тот или иной вредный эффект. К ним могут
относиться различные онкологические заболевания, ослабление иммунной системы.
Существует
проблема оценки нарушения здоровья (область беспороговых эффектов - 0,1 Зв).
5)
Нормирование ионизирующих излучений (ИИ).
Сущестсвует
понятие радиационной безопасности населения, определенное в федеральном Законе
“О радиационной безопасности населения”.
Нормирование
осуществляется 2 документами:
1)
НРБ-96 (нормы радиационной безопасности).
2)
ОСП72/87 (основные правила работы с радиационными веществами и другими
источниками ИИ).
В
соответствии с НРБ-96 все население делится на группы:
А,Б
- лица, работающие с техногенными источниками излучения (персонал).
А
- непосредственно работают по роду своей деятельности.
Б
- могут по условиям размещения рабочих мест подвергаться воздействию ИИ.
В
- все население, включая и персонал, за пределами их производственной
деятельности.
Нормируемой
величиной является эффективная доза, она различна для групп:
А
- 20 млЗв в год (в среднем за 5 лет), не больше 50 млЗв в год.
Б
- 1/4 от эффективной дозы для А.
В
- 1 млЗв в год.
Нормирование
ИИ, регламентация работы с радиационными веществами производится в соответствии
с ОСП72/87 в зависимости от класса опасности вещества.
6)
Защита от ИИ.
Способы
защиты:
1)
количеством - используются источники с минимальным выходом ИИ;
2)
временем - ограничения на пребывание на территории, где уровень излучений выше
допустимого;
3)
расстоянием - интенсивность излучения убывает пропорционально квадрату
расстояния;
4)
дистанционное управление (А-метод) - разделение гомо- и иоксосферы;
5)
экранирование источников;
6)
зонирование территорий при работе с открытыми источниками.
Кратность
ослабления - К=Р/РДОП - для экрана, где
Р
- мощность экспозиционной дозы, Р=dX/dt=[млР/час], d - толщина экрана.
Для
нейтрального излучения - экран должен содержать водород, полиэтилен, воду,
парафин.
Дозиметрический
контроль.
Методы:
1)
фотографический;
2)
химический (изменение цвета);
3)
суинтилляционный (испускание фотонов видимого света при прохождении через него ИИ);
4)
ионизационный (основан на явлении ионизации газов под воздействием ИИ, в
результате которого образуются положительные ионы и электроны).
Дозиметрический
контроль:
1)
для радиационной разведки местности - рентгенометр-радиометр;
3)
для контроля степени заражения поверхности веществ, продуктов питания.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.shpora-zon.narod.ru/