Материал: Мищенко О.А

211

ка, взаимодействуют с ними, оказывая следующие виды воздействий:

–ионизацию молекул (за счет высоких энергий, высвобождающихся при взаимодействиях элементарных частиц);

–физико-химические изменения, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно радиационно-способные, как «свободные радикалы»;

–химические изменения, которые могут вызвать модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки;

–биологические эффекты, выражающиеся в гибели клеток, изменениях в них: генетических или приводящих к онкологическим заболеваниям.

Интенсивность изменений в биологических тканях под воздействием ИИ (степень воздействия) определяют факторы мощность источника излучения, вид излучения, время воздействия, индивидуальные особенности организма.

Кроме того, различные ткани организма имеют разную радиочувствительность, т. е. взаимодействуют с излучением с разной интенсивностью. Радиочувствительность органов и тканей учитывают коэффициентами радиационного риска Кр (табл. 5.4) [3].

В организме человека ионизирующие воздействия вызывают цепочку обратимых и необратимых изменений. Пусковым механизмом воздействия являются процесс ионизации и возбуждения атомов и молекул в тканях.

Таблица 5.4

Коэффициенты радиационного риска Кр

Важную роль в формировании биологических эффектов играют сво-

+ –

бодные радикалы Ни ОН , которые образуются в результате радиолиза воды (в организме человека содержится до70 % воды). Обладая высокой активностью, они вступают в химические реакции с молекулами белка, ферментов и других элементов биологической ткани, что приводит к нарушению биохимических процессов в организме. В процесс вовлекаются сотни и тысячи молекул, не затронутых излучением. В результате нарушаются обменные процессы, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму. Это приводит к нарушению жизнедеятельности отдельных функций органов и

212

систем организма. Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит нарушение функции кроветворных органов, увеличение проницаемости и хрупкости сосудов, расстройство желудочно-кишечного тракта, снижение сопротивляемости организма, его истощение, перерождение нормальных клеток в злокачественные и др. Эффекты развиваются в течение разных промежутков времени: от долей секунд до многих часов, дней, лет.

Радиационные эффекты принято делить на две группы:

–соматические (проявляются в форме острой и хронической лучевой болезни, локальных лучевых повреждений, например ожогов, а также

ввиде отдельных реакций организма, таких как лейкоз, злокачественные опухоли, раннее старение организма);

–генетические (могут проявиться в последующих поколениях). Острые поражения развиваются при однократном равномерном

быстро нормализуются. В интервале 0,5-1,5 Гр возникает чувство усталости, менее чем у 10 % облученных может наблюдаться рвота, умеренные изменения в крови. При дозе 1,5-2,0 Гр наблюдается легкая форма острой лучевой болезни, которая проявляется продолжительным снижением числа лимфоцитов в крови (лимфопенией), возможна рвота в первые сутки после облучения. Смертельные исходы не регистрируются.

Процесс поглощения веществом энергии под действием ионизирующего излучения называется облучением. Реакцию человека на облучение называют

лучевой болезнью.

Лучевая болезнь средней тяжести возникает при дозе2,5-4,0 Гр. Почти у всех в первые сутки наблюдается тошнота, рвота, резко снижается содержание лейкоцитов в крови, появляются подкожные кровоизлияния, в 20 % случаев возможен смертельный исход, смерть наступает через 2-6 недель после облучения. При дозе 4,0-6,0 Гр развивается тяжелая форма лучевой болезни, приводящая в 60 % случаев к смерти в течение первого месяца. При дозах, превышающих 6,0-9,0 Гр, почти в 100 % случаев крайне тяжелая форма лучевой болезни заканчивается смертью из-за кровоизлияния или инфекционных заболеваний. При 100 Гр смерть наступает

через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы.

Приведенные данные относятся к случаям, когда отсутствует лечение. В настоящее время имеется ряд противолучевых средств, которые при комплексном лечении позволяют исключить летальный исход при дозах около 10 Гр.

Хроническая лучевая болезнь может развиться при непрерывном или повторяющемся облучении в дозах, существенно ниже тех, которые вызывают острую форму. Наиболее характерными признаками хронической

213

формы являются изменения в крови, нарушения со стороны нервной системы, локальные поражения кожи, повреждения хрусталика глаза, снижение иммунитета организма. Степень воздействия радиации зависит от того, является облучение внешним или внутренним (при попадании радиоактивного изотопа внутрь организма). Внутреннее облучение возможно при вдыхании, заглатывании изотопов и проникновении их в организм человека через кожу. Некоторые вещества поглощаются и накапливаются в конкретных органах, что приводит к высоким локальным дозам радиации. Например, изотопы кальция, радия, стронция накапливаются в костях, изотопы йода вызывают повреждение щитовидной железы, изотопы редкоземельных металлов – преимущественно опухоли печени. Равномерно распределяются изотопы цезия, рубидия, вызывая угнетение кроветворения, повреждения семенников, опухоли мягких тканей. При внутреннем облучении наиболее опасны альфа-излучающие изотопы полония и плутония.

Для оценки реального воздействия излучений на человека используют показатель эквивалентной дозы, в котором вид излучения учитывается коэффициентом качества Кк (табл. 5.5) [3].

Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты Кк и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма. Она также измеряется в зивертах или бэрах.

Естественный фон – мощность дозы ионизирующих излучений для данной местности, создаваемая космическим излучением и естественными радиоактивными веществами, содержащимися в почве, строительных материалах и живых объектах. На земной поверхности мощность дозы, создаваемая интенсивным фоном, изменяется в пределах от 3 до 25 мкР/ч, а в отдельных местах и более. При расчетах естественный фон принимается равным 10 мкР/ч.

Предельно допустимая доза(ПДД) внешнего g-излучения должна быть не более 100 мбэр в неделю и не более 5 бэр в год.

Для лиц, работающих в смежных помещениях, ПДД уменьшается в 10 раз, по сравнению с профессиональным облучением.

Население, проживающее вблизи предприятия, не должно получать

214

дозу внешнего облучения более 1 бэр в год или 0,05 мбэр в неделю.

Нормирование ионизирующего излучения

Гигиеническая регламентация ионизирующего излучения осуществляется Нормами радиационной безопасности (НРБ – 99/2009) [15].

Основные дозовые пределы облучения и допустимые уровни устанавливаются для следующих категорий облучаемых лиц:

–персонал – лица, работающие с техногенными источниками(категория А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (категория Б);

–все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий в их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаюттри класса норма-

тивов:

1 – основные пределы доз;

2 – допустимые уровни многофакторного воздействия(для одного радионуклида или одного вида внешнего облучения), являющиеся произ-

водными от основных пределов доз: пределы годового поступления (ПГП), допустимые среднегодовые объемные активности(ДОА), допустимые среднегодовые удельные активности (ДУА) и др.;

3 – контрольные уровни (дозы, уровни, активности, плотности по-

токов и др.). Их значения должны учитывать достигнутый в организации уровень радиационной безопасности и обеспечивать условия, при которых радиационное воздействие будет ниже допустимого.

Основные пределы доз не включают в себя дозы от природных и медицинских источников ионизирующего излучения, а также дозу вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения. Основные пределы доз и допустимые уровни -из меряются в миллизивертах в год (мЗв/год).

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) – 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 мЗв, внесистемная единица – бэр, 1 Зв = 100 бэр). Началом периодов считается 1 января 2000 г.

Коллективная защита от внешнего облучения под воздействием ионизирующих излучений осуществляется на основе следующих принци-

пов [3, 10]:

·Использование для работы источников с минимально возможным выходом ионизирующих излучений – защита количеством.

·Проведение работ, связанных с облучением, в течение минималь-

ного времени – защита временем.

·Обеспечение во время работ с источниками ИИ максимального расстояния от источника до человека – защита расстоянием.

·Уменьшение интенсивности излучений с помощью экранирования

–защита экранами:

215

от α-излучения – лист бумаги; от β-излучения – плексиглас, тонкий слой алюминия, стекло;

от γ-излучения – тяжелые металлы (вольфрам, свинец, сталь, чугун и

пр.);

от нейтронов — вода, полиэтилен, другие полимеры.

Индивидуальные защитные средства должны обеспечивать -ис ключение непосредственного контакта с излучающими объектами, а также попадание их внутрь организма при дыхании. Кроме того, важное значение имеет соблюдение правил личной гигиены [3].

Индивидуальные средства защиты: халаты, тапочки и ботинки.

Для защиты глаз от a-излучений используют очки из обычных стекол, от жесткого b-излучения – силикатный плексиглас толщиной 2,2–2,5 мм, от g-излучений – свинцовые стекла и стекла с фосфатом вольфрама.

Защиту органов дыхания от радиоактивной пыли и эманаций -осу ществляют путем применения специальных респираторов и противогазов. Для защиты рук применяют резиновые медицинские перчатки или перчатки из просвинцованной резины с гибкими нарукавниками. Ремонтные и другие работы в условиях высокой радиоактивности выполняют в защитных пневматических костюмах (ЛГ-4 и ЛГ-5) из пластических материалов с автономным обеспечением свежим воздухом, подаваемым под костюм или шлем (ЛИЗ-4 и ЛИЗ-5). В качестве спецобуви применяют ботинки из искусственной кожи или лавсановой ткани, формованные сапоги и обувь из специальной резины. Все индивидуальные средства защиты должны легко очищаться от радиоактивных веществ(РАВ) и быть стойкими к воздействию кислот.

Защита расстоянием. Для обеспечения радиационной безопасности помещения для работы с открытыми источниками радиоактивных излучений ограждаются от других помещений санитарно-защитными зонами шириной 100–500 м. В них регулярно применяется дезактивация, которая предусматривает ежедневную влажную уборку помещения, смыв загрязнений с пола, стен, потолка, мебели, оборудования с помощью воды или пара с использованием механического(щетка), физического (испарение),

химического (ионообмен), биологического (фильтрация жидкости через активированный ил), вакуумного, ультразвукового и других способов очистки. В качестве моющих средств широко используются радиохимические дезактиваторы, мыло, синтетические моющие средства, 5 %-ные растворы азотной и уксусной кислот, двухфтористый аммоний и др.

Защита экранами. Для снижения уровня излучения до допустимых величин между источником излучения и защищаемым объектом(человеком) устанавливают экраны. Для выбора типа и материала экрана, его толщины используют данные по кратности ослабления излучений различных радионуклидов и энергий, представленные в виде таблиц или графических зависимостей. Выбор материала защитного экрана определяется