Материал: Мищенко О.А

206

–применение средств сигнализации (световая, звуковая и т. п.);

–дистанционное управление устройствами, излучающими электромагнитные волны;

–применение средств коллективной и индивидуальной защиты(за-

щитные щитки, шлемы, очки (при интенсивности выше 1 мВт/см2, стекла которых покрыты слоем полупроводниковой окиси олова, или сетчатые очки в виде полумасок из медной или латунной сетки) защитная одежда (комбинезоны и костюмы с капюшонами, защитные халаты, фартуки, изготовленные из специальной электропроводящей, радиоотражающей или радиопоглощающей ткани; рукавицы или перчатки, обувь). Все части за-

щитной одежды должны иметь между собой электрический контакт.

–заземление всех изолированных от земли крупногабаритных объектов, включая машины и механизмы, металлические трубы отопления, водоснабжения и т. д., а также вентиляционные устройства.

Лечебно-профилактические мероприятия направлены, прежде всего,

на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих, они включают:

–все лица, профессионально связанные с обслуживанием и эксплуатацией источников ЭМП, в том числе импульсных, должны проходить предварительный при поступлении на работу (отбор для лиц при работе с импульсными источниками) и периодические профилактические медосмотры в соответствии с действующим законодательством;

–лица, не достигшие 18-летнего возраста и беременные женщины допускаются к работе в условиях возникновения ЭМП только в случаях, когда интенсивность ЭМП на рабочих метах не превышает ПДУ, установленный для населения;

–контроль за условиями труда, за соблюдением санитарно эпидемиологических правил и нормативов на рабочих местах.

Кроме этого, одним из средств защиты от электромагнитных излучений является их своевременное выявление, измерение электромагнитных полей. Для этого используется специальное оборудование– измерители электромагнитных полей, их напряженности. Существует несколько типов таких приборов, которые могут быть рассчитаны на определенные условия среды (условия производства или жилого помещения) и учитывают приня-

тые нормы электромагнитного излучения. Осуществлять замеры электромагнитного излучения должны специалисты, которые при обнаружении нарушений помогут выявить источники электромагнитных полей, порекомендуют методы защиты. Измерение электромагнитного излучения в помещении – первый шаг на пути к личной безопасности и здоровью.

5.10. Ионизирующие излучения

Радиацией (лат. radio – излучаю) называется образование ионизирующего излучения, сопутствующее распаду радиоактивных атомов, т. е.

207

атомов с неустойчивыми ядрами. Процесс этот полностью физический (не может быть следствием химических реакций), способный воздействовать на вещество таким образом, что в его составе появляются новые ионы разных знаков.

Название «ионизирующие излучения» объединяет разные по своей физической природе виды излучений. Сходство между ними в том, что все они обладают высокой энергией, реализуют свое биологическое действие через эффекты ионизации и последующее развитие химических реакций в биологических структурах клетки, которые могут привести к ее гибели. Важно отметить, что ионизирующее излучение не воспринимается органами чувств человека: мы не видим его, не слышим и не чувствуем воздействия на наше тело.

С ионизирующими излучениями население в любом регионе земного шара встречается ежедневно. Источники ионизирующего излучения делятся на естественные и искусственные. Естественные источники – это, прежде всего, так называемый радиационный фон Земли, который складывается из трех компонентов:

–космического излучения, приходящего на Землю из Космоса;

–излучения от естественных радиоактивных элементов находящихся в почве (например, радон), строительных материалах, воздухе и воде;

–излучения от природных радиоактивных веществ, которые с пищей

иводой попадают внутрь организма, фиксируются тканями и сохраняются в теле человека в течение всей его жизни.

Кроме того, человек встречается с искусственными источниками излучения, включая радиоактивные нуклиды (радионуклиды), созданные руками человека и широко применяемые в народном хозяйстве. Сюда относится, например, ионизирующее излучение, используемое в медицинских целях. Поскольку от создавшегося радиационного фона человечество избавиться не может, все усилия должны быть направлены на уменьшение воздействия от источников ионизирующих излучений. А этого добиться можно. Мирное использование ядерной энергии необходимо человечеству, так

как оно открывает новые возможности для улучшения жизни людей на Земле. В этом аспекте наиважнейшей задачей является создание максимально безопасной ядерной энергетики. Строго в соответствии с показаниями должно использоваться ионизирующее излучение в медицинской практике [4]. Воздействие ионизирующего излучения на организм человека чрезвычайно велико. В процессе облучения образуются свободные ра-

дикалы, способные разрушить целостность макромолекулярных цепочек (нуклеиновые кислоты и белки), привести к самопроизвольным химическим реакциям, спровоцировать массовую гибель клеток организма, мутагенез или канцерогенез. По своей природе ионизирующее излучение бывает:

1) фотонным:

–γ-излучение (фотонное излучение,испускаемое при ядерных излу-

208

чениях или при ассимиляции частиц);

– рентгеновское (фотонное излучение, состоящее из тормозногоили характеристического излучения. Под тормозным понимают излучение, возникающее при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц, а под характеристическим – возникающее при изменении энергетического состояния электронов атома);

2) корпускулярным (ионизирующее излучение, состоящее из частиц с массой, отличной от нуля: α- и β-частицы, протоны, нейтроны и др.).

Понятие о дозе излучения и единицах ее измерения. Человеческий организм поглощает энергию ионизирующих излучений, причем от количества поглощенной энергии зависит степень лучевых поражений. Для характеристики поглощенной энергии ионизирующего излучения единицей массы вещества используется понятие «поглощенная доза». Поглощенная доза – это количество энергии, поглощенной облучаемым веществом и рассчитанной на единицу массы этого вещества. Единица поглощенной дозы в Международной системе единиц (СИ) – грей (Гр) 1 Гр = 1 Дж/кг.

Для оценки поглощенной дозы используется также внесистемная единица – рад: 1 рад = 0,01 Дж/кг; 1 Гр = 100 рад.

Рад является весьма крупной единицей измерения, и поэтому дозы облучения обычно выражаются в долях рад– сотых (сантирад), тысячных

(миллирад) и миллионных (микрорад).

Например, радиационный фон Земли измеряется в миллиардах рад, а доза, полученная пациентом при однократном рентгеновском просвечивании желудка, составляет несколько рад.

Существует несколько видов радиации, каждый из которых наделен специфическими свойствами, по-своему опасен для человека и требует особых мер радиационной защиты населения (рис. 5.6) [6].

Для оценки радиационной обстановки на местности, в рабочем или жилом помещениях, обусловленной воздействием рентгеновского или -γ излучения, используют экспозиционную дозу облучения. Количество радиоактивной энергии, переданной организму, называется экспозиционной дозой. В СИ единица экспозиционной дозы – кулон на килограмм (Кл/кг). Однако на практике чаще используют внесистемную единицу– рентген (Р). Соотношение между этими единицами следующее: 1Р = 2,58×10-4 Кл/кг

(количество электрических зарядов, появившихся под воздействием ионизирующего излучения (ИИ) в единице массы вещества).

Альфа-частицы, положительно заряженные тяжелые частицы, представляющие собой ядра гелия-4 и образующиеся в результате альфа-распада радиоак-

тивных изотопов, относятся (наряду с бета-частицами и гамма-излучением) к

наиболее опасным для человеческого организма, являются причиной возникновения серьезных заболеваний и генетических нарушений.

Альфа-частицам свойственна высокая активность, в связи с чем для уничто-

жения живого организма (или, во всяком случае, повреждения очень большого числа клеток) может быть достаточно одной ряженнойза частицы. Однако благодаря той же активности достаточной мерой защиты от указанного ти радиации становится любое жидкое или твердое вещество, в том числе и про-

209

стая одежда или лист бумаги.

Бета-частицы, или поток быстрых электронов, образующихся в резульате бета-распада радиоактивных изотопов, обладают большей проникающей способностью, нежели альфа-частицы. Вызвано это их меньшей массой и зарядом, позволяющим расходовать энергию на значительном расстоянии. Достаточной мерой защиты от внешнего воздействия бета-частиц являются обувь и средства индивидуальной защиты.

Гамма-излучение, состоящее из фотонов, сходно по природе с видимым светом, но обладает большей проникающей способностью (может пронизывать живую ткань насквозь). Гамма-излучение имеет вторичную природу, т. е. образуется в результате альфа- и бета-распада либо при избытке энергии в атоме

(например, при передаче и столкновении бета-частиц с другими атомам происходит выброс энергии, которая превращается в гамма-излучение). Именно гамма-излучение служит своеобразным индикатором радиоактивно-

сти, по его присутствию можно судить о наличии других типов радиац. Гамма-излучение относится к так называемой проникающей радиации, распространяется чрезвычайно быстро, ионизирует атомы веществ, сквозь которые проходит, меняет их физическую структуру. Следствием проникающей радиации (гамма-излучение и потоки нейтронов) может стать лучевая бо-

лезнь, степень тяжести которой будет зависеть от дозы и площади излучения, состояния организма и времени, на протяжении которого она воздействовала. Проходя через различные вещества, энергия гамма-излучения расходуется на взаимодействие с электронами атомов, потому степень ее ослабления находится в обратно пропорциональной связи с плотностью материала. Защитой от гамма-излучения может стать толстый слой свинца(или другого вещества c большим удельным весом). Однако даже такие преграды останавливаю только часть излучения. Максимальный показатель – 50 %, которые гарантируют 1 сантиметр свинца, 5 сантиметров бетона или 10 сантиметров воды.

Потоки нейтроно , электрически нейтральных частиц, образующихся при работе атомных реакторов, как и гамма-излучение, обладая огромной проникающей способностью, могут насквозь пронизывать живую ткань, нарушая биологические процессы. Потоки нейтронов также относятся к проникающей радиации, вызывают лучевую болезнь. Ослабление нейтронов происходит в основном за счет их столкновения с ядрами атомов вещества. Лучшей защитой от потоков нейтронов становятся слои более легких веществ(такие тя-

желые вещества как металлы хуже ослабляют нейтронное излучение).

Рис. 5.6. Виды радиации

Поглощенной дозе 1 рад соответствует экспозиционная доза, примерно равная 1 Р, т. е. 1 рад ~1 Р.

Экспозиционная доза в 1 Р примерно соответствует поглощенной до-

зе D = 0,88 рад = 0,9 Гр.

Поглощенная доза не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе a-излучение в двадцать раз опаснее β- или γ-излучений.

При облучении живых организмов возникают различные биологические эффекты, разница между которыми при одной и той же поглощенной дозе объясняется разными видами облучения. Принято сравнивать биологические эффекты, вызываемые любыми ионизирующими излучениями, с эффектами от рентгеновского и γ-излучения, т. е. вводится понятие об эк-

вивалентной дозе.

210

В СИ единица эквивалентной дозы– зиверт (Зв). Существует также внесистемная единица эквивалентной дозы ионизирующего излучения– бэр (биологический эквивалент рентгена). 1 Зв = 100 бэр; 1 Зв соответ-

ствует поглощенной дозе в 1 Гр.

Коэффициент, показывающий, во сколько раз оцениваемый вид излучения биологически опаснее, чем рентгеновское и γ-излучение при одинаковой поглощенной дозе, называется коэффициентом качества излучения (К). Для рентгеновского и γ-излучения К = 1.

Таким образом, эквивалентная доза определяется произведением поглощенной дозы на коэффициент качества излучения:

1 рад × К = 1 бэр;

1 Гр × К = 1 Зв.

При прочих равных условиях доза ионизирующего излучения тем больше, чем больше время облучения, т. е. доза накапливается со временем. Доза, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы. Так, если мы говорим, что мощность экспозиционной дозы γ-излучения составляет 1 Р/ч, то это значит, что за 1 ч облучения человек получит дозу, равную 1 Р.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер. При этом изменение атомного номера приводит к превращению одного химического элемента в другой, изменение массового числа– к превращению изотопов данного элемента. Каждый акт распада сопровождается испусканием a- или b-частицы, или нейтрона, или g-кванта (фотона), или определенным их сочетанием. Данные частицы способны прямо или косвенно ионизировать среду [10]. Ионизирующими называются такие излучения, которые, проходя через среду, вызывают ее ионизацию. Энергию

ионизирующего излучения измеряют во внесистемных единицах электрон-

вольтах (эВ), 1 эВ = 1,6 · 10–19 Дж = 3,8 × 10–20 кал.

Нуклид – общее название атомов, различающихся числом нуклонов в ядре или, при одинаковом числе нуклонов, содержащих разное число протонов или нейтронов.

Радионуклид – нуклид, обладающий радиоактивностью. Радиоактивное вещество (РВ) – вещество, имеющее в своем составе

радионуклиды, следовательно, РВ – источник ионизирующего излучения (ИИ). Ионизировать вещество могут также частицы(фотоны), испускаемые специальными аппаратами, например рентгеновскими.

Активность радионуклида А в источнике– мера радиоактивности. Она равна числу спонтанных ядерных превращений в источнике 1зас. Единица активности – беккерель (Бк). 1 Бк равен одному ядерному превращению (распаду) за 1 с: 1 Бк = 1 расп./с. Часто используется удельная активность (Бк/кг), объемная активность (Бк/л), поверхностная активность

(Бк/м2) [10].

Ионизирующие излучения, проникающие в ткани организма челове-