O persoană primește cea mai mare parte a radiațiilor ionizante din surse naturale de radiații. Cele mai multe dintre ele sunt de așa natură încât este complet imposibil să se evite radiațiile de la ele. De-a lungul istoriei existenței Pământului, diferite tipuri de radiații au venit la suprafața Pământului din spațiu și provin din substanțe radioactive din scoarța terestră.
O persoană este expusă la radiații în două moduri. Substanțele radioactive pot fi în afara corpului și îl pot iradia din exterior; în acest caz se vorbește despre ele iradiere externă
... Sau pot ajunge în aerul pe care îl respiră o persoană, în alimente sau apă și să intre în corp. Această metodă de iradiere se numește intern.
Radiațiile sunt prin natura sa dăunătoare vieții. Dozele mici de radiații pot declanșa lanțul de evenimente care nu a fost încă pe deplin înțeles, ducând la cancer sau leziuni genetice. La doze mari, radiațiile pot distruge celulele, pot deteriora țesuturile organelor și pot provoca moartea timpurie a corpului.
Daunele cauzate de doze mari de radiații se manifestă de obicei în câteva ore sau zile. Cu toate acestea, cancerele apar la mulți ani după expunerea la radiații, de obicei nu mai devreme de una până la două decenii. Și malformațiile congenitale și alte boli ereditare cauzate de deteriorarea aparatului genetic, prin definiție, se manifestă numai în generațiile următoare sau următoare: aceștia sunt copii, nepoți și descendenți mai îndepărtați ai unui individ expus la radiații.
Deși nu este dificil să identificăm consecințele manifestate rapid („acute”) ale dozelor mari de radiații, este aproape întotdeauna foarte dificil să detectăm consecințele pe termen lung ale dozelor mici de radiații. Acest lucru se datorează parțial faptului că este nevoie de foarte mult timp pentru ca aceștia să se manifeste. Dar chiar și după descoperirea unor efecte, este de asemenea necesar să se demonstreze că acestea sunt explicate prin acțiunea radiațiilor, deoarece atât cancerul, cât și deteriorarea aparatului genetic pot fi cauzate nu numai de radiații, ci și de multe alte motive.
Pentru a provoca leziuni acute organismului, dozele de radiații trebuie să depășească un anumit nivel, dar nu există niciun motiv să credem că această regulă se aplică în cazul unor consecințe precum cancerul sau deteriorarea aparatului genetic. Cel puțin în teorie, cea mai mică doză este suficientă pentru aceasta. Cu toate acestea, în același timp, nicio doză de radiații nu duce la aceste consecințe în toate cazurile. Chiar și cu doze relativ mari de radiații, nu toți oamenii sunt sortiți acestor boli: mecanismele de reparare care acționează în corpul uman elimină de obicei toate daunele. La fel, oricine a fost expus la radiații nu trebuie neapărat să dezvolte cancer sau să devină purtător de boli ereditare; cu toate acestea, probabilitatea sau riscul apariției unor astfel de consecințe este mai mare decât cea a unei persoane care nu a fost iradiată. Și cu cât este mai mare doza de radiații, cu atât este mai mare riscul.
Leziunile acute ale corpului uman apar la doze mari de radiații. În general vorbind, radiația are un efect similar numai pornind de la o anumită doză minimă sau „prag” de radiație.
Răspunsul țesuturilor și organelor umane la iradiere nu este același, iar diferențele sunt foarte mari. Amploarea dozei, care determină gravitatea daunelor aduse corpului, depinde dacă organismul o primește deodată sau în mai multe doze. Majoritatea organelor au timp să vindece daunele cauzate de radiații într-un grad sau altul și, prin urmare, tolerează o serie de doze mici mai bune decât aceeași doză totală de radiații primită la un moment dat.
Efectele radiațiilor ionizante asupra celulelor vii
Particule încărcate... Particulele a- și b care pătrund în țesuturile corpului pierd energie din cauza interacțiunilor electrice cu electronii acelor atomi lângă care trec. (Razele G și razele X își transferă energia în materie în mai multe moduri, ceea ce duce în cele din urmă la interacțiuni electrice.)
Interacțiuni electrice... Într-un timp de ordinul a zece trilioane de secundă după ce radiația penetrantă ajunge la atomul corespunzător din țesutul corpului, un electron este detașat de acest atom. Acesta din urmă este încărcat negativ, astfel încât restul atomului neutru inițial devine încărcat pozitiv. Acest proces se numește ionizare. Electronul detașat poate ioniza și alți atomi.
Modificări fizico-chimice... Atât un electron liber, cât și un atom ionizat, de obicei, nu pot rămâne în această stare pentru o lungă perioadă de timp și pentru următoarele zece miliarde de secundă participă la un lanț complex de reacții, în urma cărora se formează noi molecule, inclusiv astfel de reactive extrem de cei ca „radicali liberi”.
Modificări chimice... În următoarele milionimi de secundă, radicalii liberi formați reacționează atât între ei, cât și cu alte molecule și, printr-un lanț de reacții care nu sunt încă pe deplin înțelese, pot provoca modificări chimice ale moleculelor biologic importante necesare funcționării normale a celulei.
Efecte biologice... Modificările biochimice pot apărea atât în câteva secunde, cât și în decenii după iradiere și pot provoca moartea imediată a celulelor sau modificări ale acestora care pot duce la cancer.
Desigur, dacă doza de radiații este suficient de mare, persoana expusă va muri. În orice caz, doze foarte mari de radiații de ordinul a 100 Gy provoacă daune atât de grave sistemului nervos central încât moartea are loc de obicei în câteva ore sau zile. La doze cuprinse între 10 și 50 Gy cu iradiere a întregului corp, afectarea sistemului nervos central poate să nu fie atât de severă încât să fie fatală, dar este posibil ca persoana expusă să moară într-una sau două săptămâni din cauza hemoragiei gastro-intestinale ... La doze chiar mai mici, este posibil să nu apară leziuni grave ale tractului gastric sau organismul să facă față acestora și, cu toate acestea, moartea poate să apară în una sau două luni, din momentul iradierii, în principal datorită distrugerii celulelor roșii ale măduvei osoase. - componenta principală a sistemului hematopoietic al organismului: dintr-o doză de 3-5 Gy atunci când întregul corp este iradiat, aproximativ jumătate din totalul persoanelor iradiate mor. Astfel, în acest interval de doze de radiații, dozele mari diferă de cele mai mici doar prin faptul că moartea are loc mai devreme în primul caz și mai târziu în al doilea.
În corpul uman, efectele ionizante provoacă un lanț de modificări reversibile și ireversibile. Mecanismul declanșator al impactului îl constituie procesele de ionizare și excitație a atomilor și moleculelor din țesuturi. Un rol important în formarea efectelor biologice îl au radicalii liberi H și OH, care se formează ca urmare a radiolizei apei (corpul uman conține până la 70% din apă). Având o activitate ridicată, acestea intră în reacții chimice cu molecule de proteine, enzime și alte elemente ale țesutului biologic, ceea ce duce la întreruperea proceselor biochimice din organism. Procesul implică sute și mii de molecule care nu sunt afectate de radiații. Ca urmare, procesele metabolice sunt întrerupte, creșterea țesuturilor încetinește și se oprește, apar noi compuși chimici care nu sunt caracteristici corpului. Acest lucru duce la întreruperea activității vitale a funcțiilor individuale ale organelor și sistemelor corpului. Sub influența radiațiilor ionizante din organism, există o încălcare a funcției organelor hematopoietice, o creștere a permeabilității și fragilității vaselor de sânge, o tulburare a tractului gastro-intestinal, o scădere a rezistenței corpului, epuizarea acestuia, degenerarea celulelor normale în celule maligne etc. Efectele se dezvoltă în diferite perioade de timp: de la fracțiuni de secunde până la multe ore, zile, ani.
Efectele radiației sunt de obicei împărțite în somatice și genetice. Efectele somatice se manifestă sub formă de boală acută și cronică a radiațiilor, leziuni cu radiații locale, de exemplu, arsuri, precum și sub formă de reacții îndepărtate ale corpului, cum ar fi leucemia, tumorile maligne și îmbătrânirea timpurie a corpului. Efectele genetice pot apărea în generațiile viitoare.
Leziunile acute se dezvoltă cu o singură iradiere gamma uniformă a întregului corp și o doză absorbită de peste 0,25 Gy. La o doză de 0,25 ... 0,5 Gy, se pot observa modificări temporare ale sângelui, care se normalizează rapid. În intervalul de doză de 0,5 ... 1,5 Gy, apare o senzație de oboseală, mai puțin de 10% dintre pacienții expuși pot prezenta vărsături, modificări moderate ale sângelui. La o doză de 1,5 ... 2,0 Gy, se observă o formă ușoară de boală acută a radiațiilor, care se manifestă printr-o scădere prelungită a numărului de limfocite din sânge (limfopenie), vărsăturile sunt posibile în prima zi după iradiere. Decesele nu sunt înregistrate.
Boala radiației de severitate moderată apare la o doză de 2,5 ... 4,0 Gy. Aproape toate în prima zi - greață, vărsături, conținutul de leucocite din sânge scade brusc, apar hemoragii subcutanate, în 20% din cazuri este posibil un rezultat fatal, moartea apare la 2 ... 6 săptămâni după iradiere.
La o doză de 4,0 ... 6,0 Gy, se dezvoltă o formă severă de radiație, ducând în 50% din cazuri la deces în prima lună. La doze care depășesc 6,0 ... 9,0 Gy, în aproape 100% din cazuri, o formă extrem de severă de radiație se termină prin deces din cauza hemoragiei sau a bolilor infecțioase.
Datele furnizate se referă la cazurile în care nu există tratament. În prezent, există o serie de agenți antiradiați care, cu un tratament complex, fac posibilă excluderea decesului la doze de aproximativ 10 Gy.
Boala de radiații cronice se poate dezvolta cu iradiere continuă sau repetată la doze semnificativ mai mici decât cele care provoacă o formă acută. Cele mai caracteristice semne ale formei cronice sunt modificările sângelui, tulburările sistemului nervos, leziunile locale ale pielii, deteriorarea cristalinului și scăderea imunității corpului.
Gradul de expunere la radiații depinde de expunerea externă sau internă (atunci când un izotop radioactiv intră în corp). Expunerea internă este posibilă prin inhalare, ingestie de radioizotopi și pătrunderea lor în corpul uman prin piele. Unele substanțe sunt absorbite și acumulate în organe specifice, rezultând doze mari de radiații localizate. De exemplu, calciu, radiu, stronțiu se acumulează în oase, izotopii de iod provoacă leziuni ale glandei tiroide, elementelor de pământuri rare - în principal tumori hepatice. Izotopii de cesiu, rubidiu sunt distribuiți uniform, provocând inhibarea hematopoiezei, deteriorarea testiculelor și tumori ale țesuturilor moi. Odată cu iradierea internă, cele mai periculoase sunt izotopii poloni și plutonii care emit alfa.
Principalele limite ale dozei de expunere și nivelurile admisibile sunt stabilite pentru următoarele categorii de persoane expuse:
Personal - persoane care lucrează cu surse artificiale (grupa A) sau în condiții de muncă în zona impactului lor (grupa B);
Întreaga populație, inclusiv personalul, se află în afara domeniului și condițiilor din activitățile lor de producție.
Pentru categoriile de persoane expuse, sunt stabilite trei clase de standarde: limitele principale ale dozelor (Tabelul 1) și nivelurile admisibile corespunzătoare limitelor principale ale dozelor și nivelurile de control.
Echivalentul dozei H este doza absorbită într-un organ sau țesut D înmulțită cu factorul de ponderare adecvat pentru o radiație dată W:
H = W * D
Unitatea de măsură pentru doza echivalentă este J / kg, care are un nume special sievert (Sv).
tabelul 1
Limitele de bază ale dozei (extracția din NRB-99)
|
Valori standardizate |
Limite de dozare, mSv |
|
|
Personal (grupa A) * |
Populația |
|
|
Doza eficientă |
20 mSv pe an în medie pentru oricare 5 ani consecutivi, dar nu mai mult de 50 mSv pe an |
1 mSv pe an în medie pentru oricare 5 ani consecutivi, dar nu mai mult de 5 mSv pe an |
|
Doza echivalentă pe an în: |
||
|
lentila ochiului *** |
||
|
piele **** |
||
|
Mâini și picioare |
||
* Permis iradierea simultană până la limitele specificate pentru toate valorile standardizate.
** Principalele limite ale dozei, la fel ca toate celelalte niveluri admise de expunere pentru personalul din grupa B, sunt egale cu 1/4 din valorile pentru personalul din grupa A. Mai departe în text, toate valorile standard pentru categoria de personalul este dat doar pentru grupa A.
*** Se referă la o doză la o adâncime de 300 mg / cm2.
**** Se referă la valoarea medie pe suprafața de 1 cm 2 în stratul bazal al pielii cu o grosime de 5 mg / cm 2 sub stratul de acoperire gros de 5 mg / cm 2. Pe palme, grosimea stratului de carcasă este de 40 mg / cm. Limita specificată este permisă pentru iradierea tuturor pielii umane, cu condiția ca în limitele expunerii medii a oricărui 1 cm de suprafață a pielii, această limită să nu fie depășită. Limita de doză pentru iradierea pielii feței asigură faptul că limita de doză pentru cristalin de la particulele beta nu este depășită.
Valorile pentru fotoni, electroni și ioni ai oricărei energii sunt 1, pentru a - particule, fragmente de fisiune, nuclei grei - 20.
Doza eficientă - o valoare utilizată ca măsură a riscului de efecte pe termen lung ale iradierii întregului corp uman și a organelor sale individuale, ținând cont de radiosensibilitatea acestora. Reprezintă suma produselor dozei echivalente într-un organ (țesut) prin factorul de ponderare corespunzător pentru un anumit organ sau țesut:
Principalele limite ale dozei de radiații nu includ dozele din surse naturale și medicale de radiații ionizante, precum și doza datorată accidentelor de radiații. Aceste tipuri de expunere sunt supuse unor restricții speciale.
masa 2
Niveluri admise de contaminare radioactivă totală a suprafețelor de lucru ale pielii (în timpul schimbului de lucru) (extragere din NRB-96), salopete și echipament de protecție individuală, particule / (cm 2 * min)
|
Obiect de contaminare |
b -Nuclizi activi |
b - Activ nuclizi |
|
|
Selectat |
alții |
||
|
Piele intactă, prosoape, lenjerie de corp specială, suprafața interioară a feței părților echipamentului de protecție individuală |
2 |
2 |
200 |
|
Salopetă de bază, suprafața interioară a echipamentului personal de protecție suplimentar, suprafața exterioară a încălțămintei de protecție |
5 |
20 |
2000 |
|
Suprafața exterioară a mijloacelor suplimentare de protecție individuală, detașabilă în încuietori sanitare |
50 |
200 |
10000 |
|
Suprafețele spațiilor pentru reședința permanentă a personalului și a echipamentelor situate în acestea |
5 |
20 |
2000 |
|
Suprafețele spațiilor pentru șederea periodică a personalului și a echipamentelor situate în acestea |
50 |
200 |
10000 |
Doza efectivă pentru personal nu trebuie să depășească 1000 mSv pentru perioada de muncă (50 de ani) și pentru populație pentru perioada de viață (70 de ani) - 70 mSv. În plus, sunt stabilite nivelurile admise de contaminare radioactivă generală a suprafețelor de lucru, a pielii (în timpul schimbului de lucru), a salopetelor și a echipamentului individual de protecție. Masa 2 prezintă valorile numerice ale nivelurilor admisibile de contaminare radioactivă totală.
2. Asigurarea siguranței la lucrul cu radiații ionizante
Toate regulile de lucru cu radionuclizi sunt împărțite în două tipuri: pentru lucrul cu surse sigilate de radiații ionizante și lucrul cu surse radioactive deschise.
Sursele închise de radiații ionizante sunt orice surse, al căror dispozitiv exclude pătrunderea substanțelor radioactive în aerul zonei de lucru. Sursele deschise de radiații ionizante pot contamina aerul din zona de lucru. Prin urmare, cerințele pentru munca sigură cu surse închise și deschise de radiații ionizante în producție au fost dezvoltate separat.
Asigurarea siguranței împotriva radiațiilor necesită un complex de diverse măsuri de protecție, în funcție de condițiile specifice de lucru cu surse de radiații ionizante, precum și de tipul sursei.
Principalul pericol al surselor sigilate de radiații ionizante este expunerea externă, care este determinată de tipul de radiație, activitatea sursei, densitatea fluxului de radiație și doza de radiație și doza absorbită generată de aceasta. Măsurile de protecție pentru asigurarea condițiilor de siguranță împotriva radiațiilor atunci când se utilizează surse sigilate se bazează pe cunoașterea legilor de propagare a radiațiilor ionizante și a naturii interacțiunii lor cu materia. Principalele sunt următoarele:
1. Doza de radiație externă este proporțională cu intensitatea radiației și durata acțiunii.
2. Intensitatea radiației dintr-o sursă punctuală este proporțională cu numărul de quante sau particule care apar în ele pe unitate de timp și invers proporțională cu pătratul distanței.
3. Intensitatea radiației poate fi redusă prin intermediul ecranelor.
Principiile de bază pentru asigurarea siguranței la radiații rezultă din aceste regularități: reducerea puterii surselor la valori minime (protecție prin cantitate); reducerea timpului de lucru cu surse (cu timp); creșterea distanței de la sursă la cele de lucru (protecție la distanță) și protejarea surselor de radiații cu materiale care absorb radiațiile ionizante (protejate prin ecrane).
Protecția prin cantitate implică efectuarea de lucrări cu cantități minime de substanțe radioactive, adică reduce proporțional puterea de radiație. Cu toate acestea, cerințele procesului tehnologic de multe ori nu permit reducerea cantității de substanță radioactivă în sursă, ceea ce limitează aplicarea practică a acestei metode de protecție.
Protecția timpului se bazează pe scurtarea timpului de lucru cu sursa, ceea ce face posibilă reducerea dozelor de radiații către personal. Acest principiu este aplicat mai ales în munca directă a personalului cu activități mici.
Protecția la distanță este o metodă de protecție destul de simplă și fiabilă. Acest lucru se datorează capacității radiațiilor de a-și pierde energia în interacțiunile cu materia: cu cât este mai mare distanța de la sursă, cu atât mai multe procese de interacțiune a radiației cu atomi și molecule, ceea ce duce în cele din urmă la o scădere a dozei de radiație către personal.
Ecranarea este cel mai eficient mod de a proteja împotriva radiațiilor. În funcție de tipul de radiații ionizante, diverse materiale sunt utilizate pentru fabricarea ecranelor, iar grosimea lor este determinată de puterea de radiație. Cele mai bune materiale de protecție cu raze X și gamma sunt materiale cu 2 mari, cum ar fi plumbul, pentru a obține efectul de atenuare dorit cu cea mai mică grosime a ecranului. Ecranele mai ieftine sunt realizate din sticlă cu plumb, fier, beton, beton barritic, beton armat și apă.
Prin scopul lor, ecranele de protecție sunt împărțite în mod convențional în cinci grupe:
1. Scuturi de protecție-recipiente în care sunt plasate preparatele radioactive. Acestea sunt utilizate pe scară largă în transportul de substanțe radioactive și surse de radiații.
2. Ecrane de protecție pentru echipamente. În acest caz, toate echipamentele de lucru sunt complet înconjurate de ecrane atunci când preparatul radioactiv se află în poziția de lucru sau când este pornită o tensiune ridicată (sau accelerată) la sursa radiației ionizante.
3. Ecrane de protecție mobile. Acest tip de ecrane de protecție este utilizat pentru a proteja locul de muncă în diferite părți ale zonei de lucru.
4; Ecrane de protecție instalate ca parte a structurilor clădirii (pereți, plăci de podea și tavan, uși speciale etc.). Acest tip de ecrane de protecție este destinat protecției spațiilor, în care personalul este prezent în mod constant și a teritoriului adiacent.
5. Ecrane ale echipamentului individual de protecție (vizor de plexiglas, ochelari de vedere pentru pneumatici, mănuși cu plumb etc.).
Protecția împotriva surselor deschise de radiații ionizante asigură atât protecția împotriva radiațiilor externe, cât și protecția personalului împotriva radiațiilor interne asociate cu posibila penetrare a substanțelor radioactive în organism prin sistemul respirator, digestie sau prin piele. Toate tipurile de lucru cu surse deschise de radiații ionizante sunt împărțite în 3 clase. Cu cât este mai mare clasa de muncă prestată, cu atât sunt mai stricte cerințele igienice pentru protecția personalului împotriva supraexpunerii interne.
În acest caz, metodele de protecție a personalului sunt următoarele:
1. Utilizarea principiilor de protecție aplicate atunci când se lucrează cu surse de radiații într-o formă închisă.
2. Etanșarea echipamentelor de producție pentru a izola procesele care pot fi surse de substanțe radioactive în mediul extern.
3. Activități de planificare. Dispunerea spațiilor presupune izolarea maximă a lucrului cu substanțe radioactive din alte spații și zone cu un scop funcțional diferit. Spațiile pentru lucrările de clasa I ar trebui să fie amplasate în clădiri separate sau într-o parte izolată a unei clădiri cu intrare separată. Premisele pentru lucrările de clasa a II-a ar trebui să fie amplasate izolate de alte spații; Lucrările de clasa a III-a pot fi efectuate în camere separate dedicate.
4. Utilizarea dispozitivelor și echipamentelor sanitare și igienice, utilizarea materialelor speciale de protecție.
5. Utilizarea echipamentului individual de protecție pentru personal. Toate echipamentele individuale de protecție utilizate pentru lucrul cu surse deschise sunt împărțite în cinci tipuri: salopete, încălțăminte de protecție, protecție respiratorie, costume izolatoare, dispozitive de protecție suplimentare.
6. Respectarea regulilor de igienă personală. Aceste reguli prevăd cerințe personale pentru cei care lucrează cu surse de radiații ionizante: interzicerea fumatului la locul de muncă; zona, curățarea temeinică (decontaminare) a pielii după terminarea lucrului, efectuarea controlului dozimetric al contaminării salopetelor, încălțămintei de siguranță și a pielii. Toate aceste măsuri presupun excluderea posibilității de penetrare a substanțelor radioactive în organism.
Servicii de siguranță împotriva radiațiilor.
Siguranța lucrului cu surse de radiații ionizante la întreprinderi este monitorizată de servicii specializate de siguranță împotriva radiațiilor; acestea sunt recrutate de la persoane care au urmat o formare specială în instituții de învățământ secundar, superior sau cursuri specializate ale Ministerului Energiei Atomice din Federația Rusă. Aceste servicii sunt echipate cu instrumentele și echipamentele necesare pentru a rezolva sarcinile care le-au fost atribuite.
Serviciile efectuează toate tipurile de control pe baza metodelor existente, care sunt în mod constant îmbunătățite pe măsură ce sunt lansate noi tipuri de dispozitive de control al radiațiilor.
Un sistem important de măsuri preventive atunci când se lucrează cu surse de radiații ionizante este monitorizarea radiațiilor.
Principalele sarcini determinate de legislația națională privind controlul situației radiațiilor, în funcție de natura muncii efectuate, sunt următoarele:
Controlul ratei dozei de raze X și radiații gamma, fluxurile de particule beta, nitri, radiații corpusculare la locurile de muncă, spațiile adiacente și pe teritoriul întreprinderii și zona observată;
Controlul conținutului de gaze radioactive și aerosoli în aerul lucrătorilor și al altor sedii ale întreprinderii;
Controlul expunerii individuale, în funcție de natura muncii: control individual al expunerii externe, control asupra conținutului de substanțe radioactive din organism sau într-un organ critic separat;
Controlul asupra cantității de eliberare de substanțe radioactive în atmosferă;
Controlul conținutului de substanțe radioactive din apele uzate deversate direct în sistemul de canalizare;
Controlul asupra colectării, eliminării și eliminării deșeurilor solide și lichide radioactive;
Controlul nivelului de poluare a obiectelor din mediul extern din afara întreprinderii.
„Atitudinea oamenilor față de un anumit pericol este determinată de cât de bine îi sunt familiarizați”.
Acest material este un răspuns generalizat la numeroase întrebări care apar de la utilizatorii de dispozitive pentru detectarea și măsurarea radiațiilor într-un mediu casnic.
Utilizarea minimă a terminologiei specifice fizicii nucleare la prezentarea materialului vă va ajuta să navigați în mod liber în această problemă de mediu, nu cedând radiofobiei, dar, de asemenea, fără o satisfacție nejustificată.
Pericolul RADIAȚIEI, real și perceput
„Unul dintre primele elemente radioactive naturale descoperite a fost numit„ radium ”
- tradus din latină - emit raze, emit ".
Fiecare persoană din mediu este prinsă de diverse fenomene care o influențează. Acestea includ căldură, frig, furtuni magnetice și normale, ploi torențiale, ninsoare puternică, vânt puternic, sunete, explozii etc.
Datorită prezenței simțurilor care i-au fost alocate de natură, el poate răspunde rapid la aceste fenomene cu ajutorul, de exemplu, al unui baldachin de la soare, îmbrăcăminte, locuințe, medicamente, ecrane, adăposturi etc.
Cu toate acestea, în natură există un fenomen la care o persoană, din cauza lipsei organelor de simț necesare, nu poate reacționa instantaneu - aceasta este radioactivitatea. Radioactivitatea nu este un fenomen nou; radioactivitatea și radiațiile însoțitoare (așa-numitul ionizant) au existat întotdeauna în Univers. Materialele radioactive fac parte din Pământ și chiar și o persoană este ușor radioactivă, deoarece orice țesut viu conține urme de substanțe radioactive.
Cea mai neplăcută proprietate a radiațiilor radioactive (ionizante) este efectul său asupra țesuturilor unui organism viu, prin urmare, sunt necesare instrumente adecvate de măsurare care să ofere informații operaționale pentru luarea unor decizii utile înainte de trecerea unui timp îndelungat și să apară consecințe nedorite sau chiar dezastruoase. va începe să se simtă nu imediat, ci numai după ceva timp. Prin urmare, informații despre prezența radiației și puterea acesteia trebuie obținute cât mai curând posibil.
Destul de ghicitori, totuși. Să vorbim despre ce sunt radiațiile și radiațiile ionizante (adică radioactive).
Radiații ionizante
Orice mediu este format din cele mai mici particule neutre - atomi, care sunt compuse din nuclee încărcate pozitiv și electroni înconjurați negativ. Fiecare atom este ca un sistem solar în miniatură: în jurul unui nucleu mic, „planetele” se mișcă pe orbite - electroni.
Nucleul atomului constă din mai multe particule elementare, protoni și neutroni, limitați de forțe nucleare.
Protoni particule cu o sarcină pozitivă egală în valoare absolută cu sarcina electronilor.
Neutroni particule neutre, neîncărcate. Numărul de electroni dintr-un atom este exact egal cu numărul de protoni din nucleu, deci fiecare atom este, în general, neutru. Masa unui proton este de aproape 2000 de ori mai mare decât a unui electron.
Numărul de particule neutre (neutroni) prezenți în nucleu poate fi diferit pentru același număr de protoni. Astfel de atomi, având nuclei cu același număr de protoni, dar diferiți prin numărul de neutroni, aparțin soiurilor aceluiași element chimic, numite „izotopi” ai acestui element. Pentru a le distinge între ele, un număr este atribuit simbolului elementului, egal cu suma tuturor particulelor din nucleul unui izotop dat. Deci, uraniul-238 conține 92 de protoni și 146 de neutroni; uraniul 235 are și 92 de protoni, dar 143 de neutroni. Toți izotopii unui element chimic formează un grup de „nuclizi”. Unii nuclizi sunt stabili, adică nu suferă transformări, în timp ce altele care emit particule sunt instabile și se transformă în alți nuclizi. Ca exemplu, să luăm un atom de uraniu - 238. Din când în când, un grup compact de patru particule scapă din el: doi protoni și doi neutroni - o „particulă alfa (alfa)”. Uraniul-238 este astfel transformat într-un element, al cărui nucleu conține 90 de protoni și 144 de neutroni - toriu-234. Dar toriu-234 este, de asemenea, instabil: unul dintre neutronii săi se transformă într-un proton, iar toriu-234 se transformă într-un element cu 91 de protoni și 143 de neutroni în nucleul său. Această transformare afectează, de asemenea, electronii care se mișcă pe orbitele lor (beta): unul dintre ei devine, ca să zicem, superfluu, neavând pereche (proton), deci părăsește atomul. Un lanț de numeroase transformări, însoțit de radiații alfa sau beta, se termină cu un nuclid de plumb stabil. Desigur, există multe lanțuri similare de transformări spontane (descompuneri) ale diferiților nuclizi. Timpul de înjumătățire este o perioadă de timp în care numărul inițial de nuclee radioactive, în medie, se înjumătățește.
Cu fiecare act de descompunere, energia este eliberată, care este transmisă sub formă de radiație. Adesea, un nuclid instabil se dovedește a fi într-o stare excitată, iar emisia unei particule nu duce la îndepărtarea completă a excitației; apoi aruncă o porțiune de energie sub formă de radiații gamma (gamma cuantică). La fel ca în cazul razelor X (care diferă de razele gamma numai în frecvență), nu există nicio emisie de particule. Întregul proces de descompunere spontană a unui nuclid instabil se numește dezintegrare radioactivă, iar nucleul în sine este numit radionuclid.
Diferite tipuri de radiații sunt însoțite de eliberarea de cantități diferite de energie și au o putere de penetrare diferită; prin urmare, ele au un efect diferit asupra țesuturilor unui organism viu. Radiațiile alfa sunt prinse, de exemplu, de o foaie de hârtie și sunt practic incapabile să pătrundă în stratul exterior al pielii. Prin urmare, nu este periculos atâta timp cât substanțele radioactive care emit particule alfa nu pătrund în organism printr-o plagă deschisă, cu alimente, apă sau aer inhalat sau abur, de exemplu, într-o baie; apoi devin extrem de periculoși. Beta - o particulă are o capacitate de penetrare mai mare: pătrunde în țesuturile corpului la o adâncime de unu sau doi centimetri sau mai mult, în funcție de cantitatea de energie. Puterea penetrantă a razelor gamma, care se deplasează cu viteza luminii, este foarte mare: doar un plumb gros sau o placă de beton o poate opri. Radiațiile ionizante se caracterizează printr-un număr de mărimi fizice măsurabile. Acestea includ cantități de energie. La prima vedere, poate părea că acestea sunt suficiente pentru a înregistra și a evalua impactul radiațiilor ionizante asupra organismelor vii și a oamenilor. Cu toate acestea, aceste valori energetice nu reflectă efectele fiziologice ale radiațiilor ionizante asupra corpului uman și a altor țesuturi vii, sunt subiective și sunt diferite pentru diferite persoane. Prin urmare, se utilizează valori medii.
Sursele de radiații sunt naturale, prezente în natură și nu depind de oameni.
S-a stabilit că dintre toate sursele naturale de radiații, cel mai mare pericol îl reprezintă radonul, un gaz greu fără gust, miros și, în același timp, invizibil; cu produsele lor pentru copii.
Radonul este eliberat din scoarța terestră peste tot, dar concentrația sa în aerul diferă semnificativ în diferite puncte ale lumii. Oricât de paradoxal ar părea la prima vedere, o persoană primește radiația principală din radon în timp ce se află într-o cameră închisă, fără aerisire. Radonul se concentrează în aerul interior numai atunci când este suficient de izolat de mediul extern. Evadând fundația și podeaua de la sol sau, mai rar, eliberându-se din materialele de construcție, radonul se acumulează în cameră. Etanșarea spațiilor în scopul izolației nu face decât să agraveze problema, deoarece îngreunează evacuarea gazelor radioactive din încăpere. Problema radonului este deosebit de importantă pentru clădirile cu înălțime mică, cu etanșare atentă a spațiilor (pentru a păstra căldura) și utilizarea aluminei ca aditiv la materialele de construcție (așa-numita „problemă suedeză”). Cele mai comune materiale de construcție - lemn, cărămidă și beton - emit relativ puțin radon. Granitul, piatră ponce, produse din alumină și fosfogips au o radioactivitate specifică mult mai mare.
O altă sursă, de obicei mai puțin importantă, de radon care intră în incintă este apa și gazul natural utilizate pentru gătitul și încălzirea locuințelor.
Concentrația de radon în apa frecvent utilizată este extrem de scăzută, dar apa din fântânile adânci sau fântânile arteziene conține mult radon. Cu toate acestea, principalul pericol nu provine deloc din apa potabilă, chiar și cu un conținut ridicat de radon. De obicei, oamenii consumă cea mai mare parte a apei din alimente și sub formă de băuturi calde, iar la fierberea apei sau la prepararea vaselor calde, radonul se evaporă aproape complet. Un pericol mult mai mare este pătrunderea de vapori de apă cu un conținut ridicat de radon în plămâni împreună cu aerul inhalat, care apare cel mai adesea într-o baie sau baie de aburi (baie de aburi).
Radonul pătrunde în gazele subterane. Ca rezultat al prelucrării preliminare și în timpul depozitării gazului înainte ca acesta să intre în consumator, cea mai mare parte a radonului se evaporă, dar concentrația de radon din încăpere poate crește considerabil dacă aragazele și alte aparate de încălzire cu gaz nu sunt echipate cu o capotă de evacuare. În prezența ventilației de alimentare și evacuare, care comunică cu aerul exterior, concentrația de radon în aceste cazuri nu are loc. Acest lucru se aplică și casei în ansamblu - concentrându-se pe citirile detectoarelor de radon, puteți seta modul de ventilație a spațiilor, ceea ce exclude complet amenințarea la adresa sănătății. Cu toate acestea, având în vedere că eliberarea de radon din sol este sezonieră, este necesar să se controleze eficiența ventilației de trei până la patru ori pe an, nepermițând depășirea standardelor de concentrație a radonului.
Alte surse de radiații, din păcate potențial periculoase, au fost create chiar de om. Sursele de radiații artificiale sunt radionuclizii artificiali, fasciculele de neutroni și particulele încărcate create cu ajutorul reactoarelor și acceleratorilor nucleari. Acestea sunt numite surse tehnogene de radiații ionizante. S-a dovedit că, împreună cu un caracter periculos pentru o persoană, radiațiile pot fi puse în slujba unei persoane. Iată o listă departe de a fi completă a domeniilor de aplicare a radiațiilor: medicină, industrie, agricultură, chimie, știință etc. Un factor calmant este natura controlată a tuturor activităților legate de primirea și utilizarea radiațiilor artificiale.
Testele armelor nucleare în atmosferă, accidentele de la centralele nucleare și reactoarele nucleare și rezultatele muncii lor, care se manifestă prin căderea radioactivă și deșeurile radioactive, se deosebesc în ceea ce privește impactul lor asupra oamenilor. Cu toate acestea, numai situațiile de urgență, cum ar fi accidentul de la Cernobâl, pot avea un impact necontrolat asupra oamenilor.
Restul muncii este ușor supravegheat la nivel profesional.
Când apariția căderii radioactive apare în unele zone ale Pământului, radiațiile pot pătrunde în corpul uman direct prin produse agricole și alimentare. Este foarte simplu să te protejezi pe tine și pe cei dragi de acest pericol. Când cumpărați lapte, legume, fructe, ierburi și orice alte produse, nu va fi inutil să porniți dozimetrul și să îl aduceți la produsul achiziționat. Nu este vizibilă nicio radiație - dar dispozitivul va detecta instantaneu prezența contaminării radioactive. Aceasta este viața noastră din mileniul al treilea - dozimetrul devine un atribut al vieții de zi cu zi, precum o batistă, o periuță de dinți sau săpun.
EFECTELE RADIAȚIEI IONIZANTE PE ȚESUTURILE CORPULUI
Daunele cauzate într-un organism viu de radiațiile ionizante vor fi cu atât mai mari, cu cât se transferă mai multă energie către țesuturi; cantitatea acestei energii se numește doză, prin analogie cu orice substanță care intră în corp și este complet asimilată de aceasta. Corpul poate primi o doză de radiație, indiferent dacă radionuclidul se află în afara corpului sau în interiorul acestuia.
Cantitatea de energie radiațională absorbită de țesuturile iradiate ale corpului, calculată pe unitatea de masă, se numește doza absorbită și se măsoară în gri. Dar această valoare nu ia în considerare faptul că, cu aceeași doză absorbită, radiația alfa este mult mai periculoasă (de douăzeci de ori) decât radiația beta sau gamma. Doza astfel recalculată se numește doza echivalentă; se măsoară în unități numite Sieverts.
De asemenea, trebuie avut în vedere faptul că unele părți ale corpului sunt mai sensibile decât altele: de exemplu, la aceeași doză echivalentă de radiații, apariția cancerului în plămâni este mai probabilă decât în glanda tiroidă și iradierea gonadele sunt deosebit de periculoase din cauza riscului de deteriorare genetică. Prin urmare, dozele de radiații umane trebuie luate în considerare cu coeficienți diferiți. Înmulțind dozele echivalente cu coeficienții corespunzători și însumând toate organele și țesuturile, obținem doza echivalentă efectivă, care reflectă efectul total al radiației asupra corpului; se măsoară și în Sievert.
Particule încărcate.
Particulele alfa și beta care pătrund în țesuturile corpului pierd energie din cauza interacțiunilor electrice cu electronii acelor atomi lângă care trec. (Razele gamma și razele X își transferă energia în materie în mai multe moduri, ceea ce duce în cele din urmă la interacțiuni electrice.)
Interacțiuni electrice.
Într-un timp de ordinul a zece trilioane de secundă după ce radiația penetrantă ajunge la atomul corespunzător din țesutul corpului, un electron este detașat de acest atom. Acesta din urmă este încărcat negativ, astfel încât restul atomului neutru inițial devine încărcat pozitiv. Acest proces se numește ionizare. Electronul detașat poate ioniza și alți atomi.
Modificări fizico-chimice.
Atât un electron liber, cât și un atom ionizat, de obicei, nu pot rămâne în această stare pentru o lungă perioadă de timp și pentru următoarele zece miliarde de secundă participă la un lanț complex de reacții, ca urmare a căruia se formează noi molecule, inclusiv cele extrem de reactive ca „radicali liberi”.
Modificări chimice.
În următoarele milionimi de secundă, radicalii liberi formați reacționează atât între ei, cât și cu alte molecule și, printr-un lanț de reacții care nu sunt încă pe deplin înțelese, pot provoca modificări chimice ale moleculelor biologic importante necesare funcționării normale a celulei.
Efecte biologice.
Modificările biochimice pot apărea atât în câteva secunde, cât și în decenii după iradiere și pot provoca moartea imediată a celulelor sau modificări ale acestora.
UNITĂȚI DE MĂSURARE A RADIOACTIVITĂȚII |
||
|
Becquerel (Bq, Bq); |
1 Bq = 1 descompunere pe secundă. |
Unități de activitate cu radionuclizi. Ele reprezintă numărul de descompuneri pe unitate de timp. |
|
Gri (Gr, Gy); |
1 Gy = 1 J / kg |
Unități de doză absorbite. Ele reprezintă cantitatea de energie a radiațiilor ionizante absorbite de o unitate de masă a unui corp fizic, de exemplu, țesuturile corpului. |
|
Sievert (Sv, Sv) |
1 Sv = 1 Gy = 1 J / kg (pentru beta și gamma) 1 μSv = 1/1000000 Sv 1 ber = 0,01 Sv = 10 mSv Unități de doză echivalentă. |
Unități de doză echivalente. Sunt o unitate de doză absorbită, înmulțită cu un factor care ia în considerare pericolul inegal al diferitelor tipuri de radiații ionizante. |
|
Gri pe oră (Gy / h); Sievert pe oră (Sv / h); Raze X pe oră (R / h) |
1 Gy / h = 1 Sv / h = 100 R / h (pentru beta și gamma) 1 μ Sv / h = 1 μGy / h = 100 μR / h 1 μR / h = 1/1000000 R / h |
Unități de dozare. Ele reprezintă doza primită de organism pe unitate de timp. |
Pentru informații și nu pentru intimidare, în special persoanele care au decis să se dedice lucrului cu radiații ionizante, ar trebui să cunoașteți dozele maxime admise. Unitățile de măsură a radioactivității sunt date în tabelul 1. Potrivit concluziei Comisiei internaționale pentru protecția împotriva radiațiilor din 1990, pot apărea efecte nocive la doze echivalente de cel puțin 1,5 Sv (150 rem) primite pe parcursul anului și în cazurile de expunere pe termen scurt - la doze mai mari de 0,5 Sv (50 rem). Când expunerea la radiații depășește un anumit prag, apare boala la radiații. Distingeți între formele cronice și acute (cu o singură expunere masivă) ale acestei boli. În ceea ce privește severitatea, boala radiației acute este împărțită în patru grade, variind de la o doză de 1-2 Sv (100-200 rem, gradul 1) la o doză mai mare de 6 Sv (600 rem, gradul 4). Al patrulea grad poate fi fatal.
Dozele primite în condiții normale sunt neglijabile în comparație cu cele indicate. Rata de doză echivalentă creată de radiațiile naturale variază de la 0,05 la 0,2 μSv / h, adică de la 0,44 la 1,75 mSv / an (44-175 mrem / an).
Pentru proceduri de diagnostic medical - raze X etc. - o persoană primește aproximativ 1,4 mSv / an.
Deoarece doze mici de elemente radioactive sunt prezente în cărămidă și beton, doza crește cu încă 1,5 mSv / an. În cele din urmă, datorită emisiilor provenite de la centralele termice moderne pe cărbune și atunci când zboară pe calea aerului, o persoană primește până la 4 mSv / an. În total, fundalul existent poate ajunge la 10 mSv / an, dar în medie nu depășește 5 mSv / an (0,5 rem / an).
Astfel de doze sunt complet inofensive pentru oameni. Limita de doză pe lângă fondul existent pentru o parte limitată a populației în zonele cu radiații ridicate este stabilită la 5 mSv / an (0,5 rem / an), adică cu o marjă de 300 de ori. Pentru personalul care lucrează cu surse de radiații ionizante, doza maximă admisibilă este de 50 mSv / an (5 rem / an), adică 28 μSv / h la o săptămână de lucru de 36 de ore.
Conform standardelor igienice NRB-96 (1996), nivelurile de doză admisibile pentru iradierea externă a întregului corp din surse artificiale pentru sediile de reședință permanentă a personalului sunt de 10 μGy / h, pentru spațiile rezidențiale și teritoriile în care oamenii din populație sunt situate în mod constant - 0, 1 μGy / h (0,1 μSv / h, 10 μR / h).
CUM SE MĂSURA RADIAȚIA
Câteva cuvinte despre înregistrarea și dozimetria radiațiilor ionizante. Există diverse metode de înregistrare și dozimetrie: ionizare (asociată cu trecerea radiațiilor ionizante în gaze), semiconductor (în care gazul este înlocuit de un solid), scintilație, luminiscentă, fotografică. Aceste metode stau la baza muncii. dozimetre radiații. Dintre senzorii de radiații ionizante umpluți cu gaz, se pot remarca camere de ionizare, camere de fisiune, contoare proporționale și Contoare Geiger-Muller... Acestea din urmă sunt relativ simple, cele mai ieftine, nu critice pentru condițiile de lucru, ceea ce a dus la utilizarea lor pe scară largă în echipamente profesionale de dozimetrie concepute pentru a detecta și evalua radiațiile beta și gamma. Când un contor Geiger-Müller este utilizat ca senzor, orice particulă ionizantă care intră în volumul sensibil al contorului provoacă o descărcare automată. Tocmai căzând în volumul sensibil! Prin urmare, particulele alfa nu sunt înregistrate, deoarece nu pot ajunge acolo. Chiar și atunci când înregistrați particule beta, este necesar să apropiați detectorul de obiect pentru a vă asigura că nu există radiații. în aer, energia acestor particule poate fi slăbită, acestea nu pot trece prin corpul dispozitivului, nu vor cădea în elementul sensibil și nu vor fi detectate.
Doctor în științe fizice și matematice, profesor MEPhI N.M. Gavrilov
articolul a fost scris pentru compania "Kvarta-Rad"
Efectul radiațiilor ionizante asupra corpului
Efectul principal al tuturor radiațiilor ionizante asupra corpului este redus la ionizarea țesuturilor acelor organe și sisteme care sunt expuse iradierii lor. Sarcinile dobândite ca rezultat sunt cauza apariției reacțiilor oxidative în celule care sunt neobișnuite pentru starea normală, care, la rândul său, provoacă o serie de răspunsuri. Astfel, o serie de reacții în lanț apare în țesuturile iradiate ale unui organism viu, perturbând starea funcțională normală a organelor individuale, a sistemelor și a organismului în ansamblu. Se presupune că, ca urmare a unor astfel de reacții în țesuturile corpului, se formează produse dăunătoare - toxine, care au un efect advers.
Când lucrați cu produse cu radiații ionizante, căile de expunere la acestea din urmă pot fi duble: prin radiații externe și interne. Expunerea externă poate apărea atunci când se lucrează la acceleratoare, aparate cu raze X și alte instalații care emit neutroni și raze X, precum și atunci când se lucrează cu surse radioactive sigilate, adică elemente radioactive sigilate în sticlă sau alte fiole orb, dacă acestea din urmă rămân intact. Surse de radiații beta și gamma pot prezenta un risc atât de radiații externe, cât și interne. În practică, radiația alfa este periculoasă numai cu iradiere internă, deoarece datorită puterii de penetrare foarte scăzute și a gamei reduse de particule alfa în aer, o distanță ușoară de sursa de radiație sau o protecție mică elimină pericolul radiațiilor externe.
Cu iradierea externă cu raze cu o capacitate de penetrare semnificativă, ionizarea are loc nu numai pe suprafața iradiată a pielii și a altor tegumente, ci și în țesuturile, organele și sistemele mai profunde. Perioada de expunere externă directă la radiații ionizante - expunerea - este determinată de timpul de expunere.
Iradierea internă are loc atunci când substanțele radioactive intră în organism, ceea ce poate apărea atunci când vaporii, gazele și aerosolii substanțelor radioactive sunt inhalate, introduse în tractul digestiv sau intră în fluxul sanguin (în cazurile de contaminare a pielii și a mucoaselor deteriorate). Iradierea internă este mai periculoasă, deoarece, în primul rând, în contact direct cu țesuturile, chiar și radiațiile cu energii nesemnificative și cu o capacitate minimă de penetrare au un efect asupra acestor țesuturi; în al doilea rând, atunci când o substanță radioactivă se află în corp, durata expunerii sale (expunerea) nu este limitată de timpul de lucru direct cu surse, ci continuă continuu până când este complet dezintegrată sau excretată din corp. În plus, atunci când sunt ingerate, unele substanțe radioactive, care posedă anumite proprietăți toxice, pe lângă ionizare, au un efect toxic local sau general (a se vedea „Produse chimice dăunătoare”).
În organism, substanțele radioactive, ca toate celelalte produse, sunt transportate de fluxul sanguin către toate organele și sistemele, după care sunt parțial excretate din corp prin sistemele excretoare (tractul gastro-intestinal, rinichii, sudoarea și glandele mamare etc.) , iar unele dintre ele sunt depuse în anumite organe și sisteme, exercitând asupra lor un efect predominant, mai pronunțat. Unele substanțe radioactive (de exemplu, sodiu - Na 24) sunt distribuite pe tot corpul relativ uniform. Depunerea predominantă a diferitelor substanțe în anumite organe și sisteme este determinată de proprietățile lor fizico-chimice și de funcțiile acestor organe și sisteme.
Complexul modificărilor persistente în organism sub influența radiațiilor ionizante se numește boală de radiații. Boala de radiații se poate dezvolta ca urmare a expunerii cronice la radiații ionizante și a expunerii pe termen scurt la doze semnificative. Se caracterizează în principal prin modificări ale sistemului nervos central (depresie, amețeli, greață, slăbiciune generală etc.), sânge și organe hematopoietice, vase de sânge (vânătăi datorate fragilității vaselor de sânge), glande endocrine.
Radiații ionizante este orice radiație care determină ionizarea mediului , acestea. fluxul de curenți electrici în acest mediu, inclusiv în corpul uman, care duce adesea la distrugerea celulelor, modificări ale compoziției sângelui, arsuri și alte consecințe grave.
Surse de radiații ionizante
Sursele de radiații ionizante sunt elemente radioactive și izotopii acestora, reactoare nucleare, acceleratoare de particule etc. Instalațiile cu raze X și sursele de curent continuu de înaltă tensiune sunt surse de raze X. Trebuie menționat aici că, în condiții normale de funcționare, pericolul de radiații este neglijabil. Apare atunci când apare o urgență și se poate manifesta mult timp în cazul contaminării radioactive a zonei.
Populația primește o parte semnificativă a expunerii din surse naturale de radiații: din spațiu și din substanțe radioactive din scoarța terestră. Cel mai semnificativ din acest grup este radonul cu gaz radioactiv, care apare în aproape toate solurile și scapă constant la suprafață și, cel mai important, pătrunde în spațiile industriale și rezidențiale. Aproape că nu se manifestă, deoarece este inodor și incolor, ceea ce face dificilă detectarea.
Radiațiile ionizante sunt împărțite în două tipuri: electromagnetice (radiații gamma și radiații cu raze X) și corpusculare, care sunt particule a- și β, neutroni etc.
Tipuri de radiații ionizante
Radiațiile se numesc ionizante, a căror interacțiune cu mediul duce la formarea de ioni cu semne diferite. Sursele acestor radiații sunt utilizate pe scară largă în energia nucleară, inginerie, chimie, medicină, agricultură, etc.
Radiațiile ionizante includ două tipuri de radiații:
1) corpusculară (radiații α- și β, radiații neutronice);
2) electromagnetice (γ-radiații și raze X).
Radiații alfa este un flux de nuclee atomice de heliu emise de o substanță în timpul degradării radioactive a unei substanțe sau în timpul reacțiilor nucleare. O masă semnificativă de particule α le limitează viteza și crește numărul de coliziuni în materie; prin urmare, particulele α au o capacitate mare de ionizare și o capacitate scăzută de penetrare. Gama de particule α din aer ajunge la 8 ÷ 9 cm, iar în țesutul viu - câteva zeci de micrometri. Această radiație nu este periculoasă atâta timp cât emite substanțe radioactive A- particule care nu vor pătrunde în organism printr-o rană, cu alimente sau aer inhalat; apoi devin extrem de periculoși.
Radiații beta- Acesta este un flux de electroni sau pozitroni care decurge din dezintegrarea radioactivă a nucleelor. Comparativ cu particulele α, particulele β au o masă mult mai mică și o sarcină mai mică, de aceea particulele β au o putere de penetrare mai mare decât particulele α, iar puterea ionizantă este mai mică. Gama de particule β din aer este de 18 m, în țesutul viu - 2,5 cm.
Radiația neutronică- Acesta este un flux de particule nucleare care nu au sarcină, emise de nucleele atomilor în unele reacții nucleare, în special în timpul fisiunii nucleelor de uraniu și plutoniu. În funcție de energie, se face distincția între neutroni lenti(cu energie mai mică de 1 keV), neutroni cu energie intermediară(de la 1 la 500 keV) și neutroni rapidi(de la 500 keV la 20 MeV). În cazul interacțiunii inelastice a neutronilor cu nucleii atomici ai mediului, apare radiația secundară, formată atât din particule încărcate, cât și din γ-quanta. Puterea de penetrare a neutronilor depinde de energia lor, dar este semnificativ mai mare decât cea a particulelor α sau β-particulelor. Pentru neutronii rapidi, lungimea căii în aer este de până la 120 m, iar în țesutul biologic - 10 cm.
Radiații gamma reprezintă radiația electromagnetică emisă în timpul transformărilor nucleare sau al interacțiunilor cu particule (10 20 ÷ 10 22 Hz). Radiația gamma are un efect ionizant scăzut, dar o putere de penetrare ridicată și se propagă cu viteza luminii. Trece liber prin corpul uman și alte materiale. Această radiație poate fi prinsă numai de un plumb gros sau de o placă de beton.
Radiații cu raze X reprezintă, de asemenea, radiația electromagnetică care decurge din decelerarea electronilor rapidi dintr-o substanță (10 17 ÷ 10 20 Hz).
Conceptul de nuclizi și radionuclizi
Nucleii tuturor izotopilor elementelor chimice formează un grup de „nuclizi”. Majoritatea nuclizilor sunt instabili, adică se transformă în alți nuclei tot timpul. De exemplu, atomul de uraniu-238 emite ocazional doi protoni și doi neutroni (particule a). Uraniul se transformă în toriu-234, dar și toriul este instabil. În cele din urmă, acest lanț de transformări se termină cu un nuclid de plumb stabil.
Dezintegrarea spontană a unui nuclid instabil se numește dezintegrare radioactivă și un astfel de nuclid în sine se numește radionuclid.
Cu fiecare dezintegrare, energia este eliberată, care este transmisă în continuare sub formă de radiații. Prin urmare, putem spune că, într-o anumită măsură, emisia de către nucleu a unei particule formate din doi protoni și doi neutroni este o radiație, emisia unui electron este radiația β și, în unele cazuri, g- radiațiile apar.
Formarea și dispersia radionuclizilor duce la contaminarea radioactivă a aerului, solului, apei, ceea ce necesită monitorizarea constantă a conținutului acestora și luarea de măsuri de neutralizare.
51. Radiații ionizante. Tipuri de radiații ionizante, caracteristici principale.
AI sunt împărțite în 2 tipuri:
Radiații corpusculare
- radiation-radiația este un flux de nuclee de heliu emis de materie în timpul dezintegrării radioactive sau al reacțiilor nucleare;
- 𝛽-radiație - fluxul de electroni sau pozitroni care rezultă din dezintegrarea radioactivă;
Radiația neutronică (în interacțiunile elastice, se produce ionizarea obișnuită a materiei. În interacțiunile inelastice, apare radiația secundară, care poate consta atât din particule încărcate, cât și din cuante).
2. Radiații electromagnetice
- radiația 𝛾 este radiația electromagnetică (fotonică) emisă în timpul transformărilor nucleare sau al interacțiunilor dintre particule;
Radiația cu raze X - apare în mediul înconjurător sursei de radiație γ, în tuburile cu raze X.
Caracteristici AI: energie (MeV); viteza (km / s); kilometraj (în aer, în țesutul viu); capacitate ionizantă (perechi de ioni pe 1 cm de cale în aer).
Cea mai mică capacitate ionizantă a radiației α.
Particulele încărcate duc la ionizare directă și puternică.
Activitatea (A) a unei substanțe radioactive este numărul de transformări nucleare spontane (dN) din această substanță într-o perioadă scurtă de timp (dt):
1 Bq (Becquerel) este egal cu o transformare nucleară pe secundă.
52. Radiații ionizante. Doze de radiații ionizante și unitățile lor.
Radiațiile ionizante (IR) sunt radiații, a căror interacțiune cu mediul duce la formarea de sarcini de semne opuse. Radiațiile ionizante apar în timpul dezintegrării radioactive, transformărilor nucleare, precum și în timpul interacțiunii particulelor încărcate, neutronii, radiației fotonice (electromagnetice) cu materia.
Doza de radiații- cantitatea utilizată pentru evaluarea efectelor radiațiilor ionizante.
Doza de expunere(caracterizează sursa de radiație prin efectul de ionizare):
Doza de expunere la locul de muncă atunci când se lucrează cu substanțe radioactive:
unde A este activitatea sursei [mCi], K este constanta gamma a izotopului [Pcm2 / (chmCi)], t este timpul de expunere, r este distanța de la sursă la locul de muncă [cm].
Rata dozei(intensitatea radiației) - creșterea dozei corespunzătoare sub influența acestei radiații pe unitate. timp.
Rata dozei de expunere [rh -1].
Doza absorbită arată cantitatea de energie AI absorbită de unități. masa substanței iradiate:
D absorb. = D exp. K 1
unde K 1 este un coeficient care ia în considerare tipul de substanță iradiată
Absorbi. doză, Gri, [J / kg] = 1 Gri
Doza echivalentă caracterizează iradierea cronică cu radiații de compoziție arbitrară
N = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.
Q este un factor de ponderare adimensional pentru un anumit tip de radiații. Pentru raze X și radiații Q Q = 1, pentru particule alfa-, beta și neutroni Q = 20.
Doza echivalentă efectivă sensibilitatea har-et descomp. organele și țesuturile la radiații.
Iradierea obiectelor neînsuflețite - Absorbe. doza
Iradierea obiectelor vii - Echiv. doza
53. Efectul radiațiilor ionizante(AI) pe corp. Expunere externă și internă.
Efectul biologic al IA bazat pe ionizarea țesutului viu, care duce la ruperea legăturilor moleculare și la o schimbare a structurii chimice a diferiților compuși, ceea ce duce la o schimbare a ADN-ului celulelor și la moartea lor ulterioară.
Încălcarea proceselor vitale ale corpului se exprimă în tulburări precum
Inhibarea funcțiilor organelor hematopoietice,
Întreruperea coagulării normale a sângelui și fragilitatea crescută a vaselor de sânge,
Tulburare a tractului gastro-intestinal,
Scăderea rezistenței la infecții,
Epuizarea corpului.
Iradierea externă apare atunci când sursa de radiație se află în afara corpului uman și nu există nicio modalitate de a pătrunde în interior.
Iradierea internă origine când sursa AI se află în interiorul unei persoane; în timp ce int. Iradierea este, de asemenea, periculoasă datorită apropierii sursei de radiații de organe și țesuturi.
Efecte prag (H> 0,1 Sv / an) depind de doza de radiații ionizante, care apar la doze de radiații pe tot parcursul vieții
Boala de radiații - Aceasta este o boală care se caracterizează prin simptome care decurg din expunerea la AI, cum ar fi o scădere a capacității hematopoietice, o tulburare a tractului gastro-intestinal și o scădere a imunității.
Gradul de boală de radiație depinde de doza de radiație. Cel mai sever este gradul 4, care apare atunci când este expus la AI cu o doză mai mare de 10 Grey. Leziunile prin radiații cronice sunt de obicei cauzate de radiațiile interne.
Efectele fără limită (stachastic) apar la doze de H<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.
Stachastic ef-there include:
Modificări somatice
Modificări imune
Modificări genetice
Principiul raționamentului - adică care nu depășește limitele admise ale individului. Doze de radiații din toate sursele de IA.
Principiul justificării - adică interzicerea tuturor tipurilor de activități pentru utilizarea surselor de IA, în care beneficiile obținute pentru oameni și societate nu depășesc riscul unor posibile vătămări cauzate pe lângă radiațiile naturale. fapt.
Principiul de optimizare - menținerea la cel mai scăzut nivel posibil și realizabil, ținând cont de economic. și social factorii individului. dozele de radiații și numărul de persoane expuse atunci când se utilizează o sursă IR.
SanPiN 2.6.1.2523-09 "Standarde de siguranță la radiații".
În conformitate cu acest document, sunt alocate 3 grame. persoane:
grupa A - acestea sunt persoane, nepos. lucrul cu surse artificiale de IA
gr .B - acestea sunt persoanele, serviciile-ia lucru cat nah-sya in nepr. briza de la sursa AI, dar activă. dintre aceste persoane neconectat cu sursa.
gr .ÎN - acesta este restul populației, incl. persoane gr. A și B în afara activităților lor de producție.
Limita principală de doză stabilită. prin doza efectivă:
Pentru persoanele din grupa A: 20mSv pe an miercuri. urmată de. 5 ani, dar nu mai mult de 50 mSvîn an.
Pentru persoanele din grupa B: 1mSv pe an miercuri. urmată de. 5 ani, dar nu mai mult de 5 mSvîn an.
Pentru persoanele din grupa B: nu trebuie să depășească valorile for pentru grupa de personal A.
În caz de urgență cauzată de un accident de radiații, există un așa-numit. expunere crescută de vârf, cat. permis numai în cazurile în care nu este posibil să se ia măsuri pentru a exclude vătămarea organismului.
Utilizarea unor astfel de doze poate fi. justificată doar prin salvarea de vieți și prevenirea accidentelor, suplimentar numai pentru bărbații cu vârsta peste 30 de ani, cu acord voluntar scris.
Protecție AI / zi:
Protejarea cantității
Protecția timpului
Protecție dist-em
Zonare
Telecomandă
Scutire
Pentru a proteja împotrivaγ - radiații: metalic ecrane realizate cu greutate atomică mare (W, Fe), precum și din beton, fontă.
Pentru protecția împotriva radiațiilor β: se utilizează materiale cu masă atomică redusă (aluminiu, plexiglas).
Pentru protecție împotriva radiațiilor α: utilizați metale care conțin H2 (apă, parafină etc.)
Grosimea ecranului K = Ro / Pdop, Ro - putere. doza măsurată pe rad. Locație; Pdop este doza maximă admisibilă.
Zonare - împărțirea teritoriului în 3 zone: 1) adăpost; 2) obiecte și spații în care pot fi găsiți oameni; 3) zona DC. rămânerea oamenilor.
Control dosimetric pe baza utilizării urmelor. Metode: 1. Ionizare 2. Fonografică 3. Chimică 4. Calorimetrică 5. Scintilație.
Dispozitive de bază , utilizat pentru dozimetrie Control:
Contor de raze X (pentru măsurarea puterii dozei de expunere)
Radiometru (pentru măsurarea densității fluxului AI)
Individual. dozimetre (pentru măsurarea expunerii sau a dozei absorbite).
