Ionisierende Strahlung ihre Wirkung auf den Körper. Nutzen und Schaden radioaktiver Strahlung

Wirkung ionisierender Strahlung auf den Körper

Die Hauptwirkung aller ionisierender Strahlung auf den Körper besteht darin, das Gewebe der Organe und Systeme zu ionisieren, die ihr ausgesetzt sind. Die dadurch erworbenen Ladungen sind die Ursache für das für den Normalzustand ungewöhnliche Erscheinungsbild oxidative Reaktionen in Zellen, die wiederum eine Reihe von Reaktionen hervorrufen. So treten in den bestrahlten Geweben eines lebenden Organismus eine Reihe von Kettenreaktionen auf, die den normalen Funktionszustand einzelner Organe, Systeme und des Organismus als Ganzes stören. Es wird angenommen, dass durch solche Reaktionen im Körpergewebe schädliche Produkte gebildet werden - Toxine, die sich nachteilig auswirken.

Bei der Arbeit mit Produkten, die ionisierende Strahlung enthalten, kann es zwei Arten der Exposition gegenüber letzterer geben: durch externe und interne Strahlung. Bei Arbeiten an Beschleunigern, Röntgengeräten und anderen Anlagen, die Neutronen und Röntgenstrahlen emittieren, sowie bei Arbeiten an umschlossenen radioaktiven Quellen, d. h. in Glas oder anderen Blindampullen eingeschlossenen radioaktiven Elementen, kann es zu einer äußeren Exposition kommen intakt bleiben. Quellen von Beta- und Gammastrahlung können ein Risiko sowohl der externen als auch der internen Exposition darstellen. Alphastrahlung stellt praktisch nur bei interner Bestrahlung eine Gefahr dar, da aufgrund der sehr geringen Durchdringungskraft und geringen Reichweite von Alphateilchen in Luft Umgebung ein geringer Abstand zur Strahlungsquelle oder eine geringe Abschirmung eliminiert die Gefahr externer Strahlung.

Bei äußerer Bestrahlung mit Strahlen mit erheblicher Durchdringungskraft tritt Ionisierung nicht nur auf der bestrahlten Oberfläche der Haut und anderer Hautschichten auf, sondern auch in tieferen Geweben, Organen und Systemen. Die Dauer der direkten äußeren Einwirkung ionisierender Strahlung – Exposition – wird durch die Einwirkzeit bestimmt.

Eine innere Belastung liegt vor, wenn radioaktive Stoffe in den Körper gelangen, was beim Einatmen von Dämpfen, Gasen und Aerosolen radioaktiver Stoffe, beim Eintritt in den Verdauungstrakt oder beim Eintritt in die Blutbahn (bei Kontamination geschädigter Haut und Schleimhäute) geschehen kann. Gefährlicher ist die innere Bestrahlung, weil erstens bei direktem Kontakt mit Geweben auch Strahlung niedriger Energie und mit minimaler Durchdringungskraft noch auf diese Gewebe einwirken kann; zweitens, wenn sich ein radioaktiver Stoff im Körper befindet, ist die Dauer seiner Exposition (Exposition) nicht auf die Zeit der direkten Arbeit mit Quellen beschränkt, sondern dauert ununterbrochen bis zu seinem vollständigen Zerfall oder seiner Entfernung aus dem Körper. Darüber hinaus haben einige radioaktive Substanzen, die bestimmte toxische Eigenschaften haben, bei Einnahme zusätzlich zur Ionisierung eine lokale oder allgemeine toxische Wirkung (siehe "Schädliche Chemikalien").

Im Körper werden radioaktive Substanzen, wie alle anderen Produkte, durch die Blutbahn zu allen Organen und Systemen transportiert, wonach sie teilweise über die Ausscheidungssysteme (Magen-Darm-Trakt, Nieren, Schweiß- und Milchdrüsen usw.) aus dem Körper ausgeschieden werden. , und einige von ihnen lagern sich in bestimmten Organen und Systemen ab und üben eine vorherrschende, ausgeprägtere Wirkung auf diese aus. Einige radioaktive Stoffe (z. B. Natrium - Na 24) verteilen sich relativ gleichmäßig im Körper. Die überwiegende Ablagerung verschiedener Substanzen in bestimmten Organen und Systemen wird durch ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Funktionen dieser Organe und Systeme bestimmt.

Der Komplex anhaltender Veränderungen im Körper unter dem Einfluss ionisierender Strahlung wird als Strahlenkrankheit bezeichnet. Die Strahlenkrankheit kann sich sowohl als Folge einer chronischen Exposition gegenüber ionisierender Strahlung als auch bei einer kurzfristigen Exposition gegenüber erheblichen Dosen entwickeln. Sie ist hauptsächlich gekennzeichnet durch Veränderungen des Zentralnervensystems (Depression, Schwindel, Übelkeit, allgemeine Schwäche usw.), des Blutes und der hämatopoetischen Organe, der Blutgefäße (Bluterguss aufgrund von Gefäßbrüchigkeit), der endokrinen Drüsen.

Ionisierende Strahlung ist elektromagnetische Strahlung, die beim radioaktiven Zerfall, Kernumwandlungen, Abbremsen geladener Teilchen in Materie entsteht und bei Wechselwirkung mit der Umgebung Ionen verschiedener Vorzeichen bildet.

Wechselwirkung mit Materie geladener Teilchen, Gammastrahlen und Röntgenstrahlen. Korpuskulare Teilchen nuklearen Ursprungs (-Teilchen, Teilchen, Neutronen, Protonen usw.) sowie Photonenstrahlung (-Quanten und Röntgen- und Bremsstrahlung) haben eine erhebliche kinetische Energie. Bei der Wechselwirkung mit Materie verlieren sie diese Energie hauptsächlich durch elastische Wechselwirkungen mit Atomkernen oder Elektronen (wie dies bei der Wechselwirkung von Billardkugeln der Fall ist) und geben ihnen ihre gesamte oder einen Teil ihrer Energie, um Atome anzuregen (dh Übertragung eines Elektrons von a näher an der Umlaufbahn weiter entfernt vom Kern) sowie die Ionisierung von Atomen oder Molekülen des Mediums (d. h. die Trennung eines oder mehrerer Elektronen von Atomen)

Elastische Wechselwirkung ist charakteristisch für neutrale Teilchen (Tronen) und Photonen, die keine Ladung haben. In diesem Fall kann das mit Atomen wechselwirkende Neutron gemäß den Gesetzen der klassischen Mechanik einen Teil der Energie übertragen, der proportional zu den Massen der kollidierenden Teilchen ist. Handelt es sich um ein schweres Atom, wird nur ein Teil der Energie übertragen. Wenn es sich um ein Wasserstoffatom mit der Masse eines Neutrons handelt, wird die gesamte Energie übertragen. Dabei wird das Neutron auf thermische Energien in der Größenordnung von Bruchteilen eines elektrischen Volts abgebremst und tritt dann in Kernreaktionen ein. Beim Auftreffen auf ein Atom kann ein Neutron so viel Energie auf dieses übertragen, dass der Atomkern aus der Elektronenhülle „herausspringt“. In diesem Fall wird ein geladenes Teilchen gebildet, das eine beträchtliche Geschwindigkeit hat, die in der Lage ist, das Medium zu ionisieren.

Ebenso die Wechselwirkung mit Materie und Photon. Es ist nicht in der Lage, das Medium selbst zu ionisieren, sondern schlägt Elektronen aus dem Atom heraus, die die Ionisierung des Mediums bewirken. Neutronen- und Photonenstrahlung sind indirekt ionisierende Strahlung.

Geladene Teilchen (- und -Teilchen), Protonen und andere können durch Wechselwirkung mit dem elektrischen Feld des Atoms und dem elektrischen Feld des Kerns das Medium ionisieren. In diesem Fall werden die geladenen Teilchen langsamer und weichen von ihrer Bewegungsrichtung ab, während sie Bremsstrahlung emittieren, eine der Arten von Photonenstrahlung.

Geladene Teilchen können aufgrund inelastischer Wechselwirkungen eine Energiemenge auf die Atome des Mediums übertragen, die für eine Ionisation nicht ausreicht. Dabei entstehen angeregte Atome, die diese Energie auf andere Atome übertragen, entweder Quanten charakteristischer Strahlung emittieren oder durch Kollision mit anderen angeregten Atomen Energie gewinnen können, die ausreicht, um die Atome zu ionisieren.

Wenn Strahlung mit Stoffen wechselwirkt, treten in der Regel alle drei Arten von Folgen dieser Wechselwirkung auf: elastischer Stoß, Anregung und Ionisation. Am Beispiel der Wechselwirkung von Elektronen mit Materie in Tabelle. 3.15 zeigt den relativen Anteil und die Energie, die sie für verschiedene Wechselwirkungsprozesse verlieren.

Tabelle 3.15

Relativer Energieanteil, der von Elektronen durch verschiedene Wechselwirkungsprozesse verloren geht, %

Der Ionisationsprozess ist der wichtigste Effekt, auf dem fast alle Methoden der Dosimetrie nuklearer Strahlung aufbauen, insbesondere indirekt ionisierender Strahlung.

Bei der Ionisierung werden zwei geladene Teilchen gebildet: ein positives Ion (oder ein Atom, das ein Elektron aus seiner äußeren Hülle verloren hat) und ein freies Elektron. Bei jedem Wechselwirkungsakt können ein oder mehrere Elektronen abgerissen werden.

Die wahre Ionisationsarbeit eines Atoms beträgt 10 ... 17 eV, d.h. wie viel Energie benötigt wird, um ein Elektron von einem Atom abzulösen. Es wurde experimentell festgestellt, dass die zur Bildung eines Ionenpaares in Luft übertragene Energie im Durchschnitt 35 eV für -Teilchen und 34 eV für Elektronen und für die Substanz eines biologischen Gewebes ungefähr 33 eV beträgt. Der Unterschied ist wie folgt definiert. Der durchschnittliche Energieaufwand für die Bildung eines Ionenpaares wird experimentell bestimmt als Verhältnis der Energie des Primärteilchens zur durchschnittlichen Anzahl von Ionenpaaren, die ein Teilchen auf seinem gesamten Weg bildet. Da geladene Teilchen ihre Energie für die Prozesse der Anregung und Ionisation aufwenden, umfasst der experimentelle Wert der Ionisationsenergie alle Arten von Energieverlusten, die mit der Bildung eines Ionenpaars verbunden sind. Tabelle 1 liefert eine experimentelle Bestätigung des Obigen. 3.14.

Strahlungsdosen. Wenn ionisierende Strahlung einen Stoff durchdringt, wird sie nur von dem Teil der Strahlungsenergie beeinflusst, der auf den Stoff übertragen wird und von diesem absorbiert wird. Der durch Strahlung auf einen Stoff übertragene Energieanteil wird als Dosis bezeichnet.

Ein quantitatives Merkmal der Wechselwirkung ionisierender Strahlung mit einem Stoff ist die Energiedosis. Die absorbierte Dosis D (J / kg) ist das Verhältnis der durchschnittlichen Energie von He, die durch ionisierende Strahlung auf eine Substanz in einem Elementarvolumen übertragen wird, zu einer Einheitsmasse dm einer Substanz in diesem Volumen

Im SI-System ist die Einheit der Energiedosis Gray (Gy), benannt nach dem englischen Physiker und Strahlenbiologen L. Gray. 1 Gy entspricht der Absorption von durchschnittlich 1 J ionisierender Strahlungsenergie in einer Materiemasse von 1 kg. 1 Gy \u003d 1 Jkg -1.

Die Äquivalentdosis H ist die absorbierte Dosis in einem Organ oder Gewebe, multipliziert mit dem entsprechenden Gewichtungsfaktor für diese Strahlung, W R

wobei D T,R die durchschnittliche absorbierte Dosis im Organ oder Gewebe T ist, W R der Gewichtungsfaktor für die Strahlung R ist. Wenn das Strahlungsfeld aus mehreren Strahlungen mit unterschiedlichen Werten von W R besteht, wird die Äquivalentdosis bestimmt als:

Die Einheit der Äquivalentdosis ist Jkg. -1, das einen besonderen Namen sievert (Sv) hat.

Die effektive Dosis E ist ein Maß für das Auftreten von Langzeitwirkungen der Bestrahlung des gesamten menschlichen Körpers und seiner einzelnen Organe unter Berücksichtigung ihrer Strahlenempfindlichkeit. Sie stellt die Summe der Produkte der Äquivalentdosis in einem Organ und des entsprechenden Koeffizienten für ein bestimmtes Organ oder Gewebe dar:

wobei die Äquivalentdosis für Gewebe T im Laufe der Zeit ist und W T der Gewichtungsfaktor für Gewebe T ist. Die Einheit der effektiven Dosis ist Jkg -1 , die einen speziellen Namen hat - Sievert (Sv).

Effektives Kollektiv der Dosis S - der Wert, der die Gesamtwirkung der Strahlung auf eine Gruppe von Menschen bestimmt, ist definiert als:

wo ist die durchschnittliche effektive Dosis i-te Untergruppe Personengruppen – die Anzahl der Personen in der Untergruppe.

Die Einheit der effektiven Kollektivdosis ist Mann-Sievert (Mann-Sv).

Der Mechanismus der biologischen Wirkung ionisierender Strahlung. Die biologische Wirkung von Strahlung auf einen lebenden Organismus beginnt bei zelluläre Ebene. Ein lebender Organismus besteht aus Zellen. Eine tierische Zelle besteht aus einer Zellmembran, die eine gallertartige Masse umgibt - das Zytoplasma, das einen dichteren Kern enthält. Das Zytoplasma besteht aus organischen Verbindungen proteinartiger Natur, die ein räumliches Gitter bilden, dessen Zellen mit Wasser, darin gelösten Salzen und relativ kleinen Lipidmolekülen gefüllt sind - Substanzen mit ähnlichen Eigenschaften wie Fette. Der Zellkern gilt als das empfindlichste Vital wichtiger Teil Zellen und ihre wichtigsten Bausteine sind Chromosomen. Das Herzstück der Chromosomenstruktur ist ein Molekül Dioxyribonukleinsäure (DNA), das die Erbinformationen des Organismus enthält. Separate DNA-Abschnitte, die für die Bildung eines bestimmten elementaren Merkmals verantwortlich sind, werden als Gene oder "Bausteine ​​der Vererbung" bezeichnet. Gene befinden sich in einer streng definierten Reihenfolge auf Chromosomen, und jeder Organismus entspricht einem bestimmten Chromosomensatz in jeder Zelle. Beim Menschen enthält jede Zelle 23 Chromosomenpaare. Bei der Zellteilung (Mitose) werden Chromosomen dupliziert und in einer bestimmten Reihenfolge in Tochterzellen angeordnet.

Ionisierende Strahlung verursacht Brüche von Chromosomen (Chromosomenaberrationen), wonach die gebrochenen Enden zu neuen Kombinationen verbunden werden. Dies führt zu einer Veränderung des Genapparates und zur Bildung von Tochterzellen, die nicht mit den ursprünglichen identisch sind. Treten in Keimzellen persistierende Chromosomenaberrationen auf, so führt dies zu Mutationen, d.h. das Auftreten von Nachkommen mit anderen Merkmalen bei bestrahlten Individuen. Mutationen sind nützlich, wenn sie zu einer Steigerung der Vitalität des Organismus führen, und schädlich, wenn sie sich in Form verschiedener angeborener Fehlbildungen äußern. Die Praxis zeigt, dass unter Einwirkung ionisierender Strahlung die Wahrscheinlichkeit des Auftretens nützlicher Mutationen gering ist.

Es wurden jedoch in jeder Zelle kontinuierlich ablaufende Prozesse zur Reparatur chemischer Schäden in DNA-Molekülen gefunden. Es stellte sich auch heraus, dass DNA ausreichend widerstandsfähig gegen Strahlungsbruch ist. Es ist notwendig, sieben Zerstörungen der DNA-Struktur vorzunehmen, damit sie nicht mehr wiederhergestellt werden kann, d.h. nur in diesem Fall tritt die Mutation auf. Bei einer geringeren Anzahl von Brüchen wird die DNA in ihrer ursprünglichen Form wiederhergestellt. Dies weist auf die hohe Stärke der Gene gegenüber äußeren Einflüssen, einschließlich ionisierender Strahlung, hin.

Die Zerstörung von für den Körper lebenswichtigen Molekülen ist nicht nur durch ihre direkte Zerstörung durch ionisierende Strahlung (Target-Theorie) möglich, sondern auch durch indirekte Einwirkung, wenn das Molekül selbst nicht direkt Strahlungsenergie absorbiert, sondern sie von einem anderen Molekül (Lösungsmittel) erhält. , der diese Energie zunächst absorbierte . In diesem Fall ist die Strahlungswirkung auf die Sekundärwirkung der Radiolyse-(Zersetzungs-)Produkte des Lösungsmittels auf DNA-Moleküle zurückzuführen. Dieser Mechanismus wird durch die Radikaltheorie erklärt. Wiederholte direkte Treffer von ionisierenden Partikeln im DNA-Molekül, insbesondere in seinen empfindlichen Bereichen - Genen, können zu dessen Zerfall führen. Die Wahrscheinlichkeit solcher Treffer ist jedoch geringer als bei Treffern auf Wassermoleküle, die als Hauptlösungsmittel in der Zelle dienen. Daher ist die Radiolyse von Wasser, d.h. Zerfall unter Einwirkung von Strahlung in Wasserstoff (H und Hydroxyl (OH)-Radikale, gefolgt von der Bildung von molekularem Wasserstoff und Wasserstoffperoxid, ist von größter Bedeutung bei strahlenbiologischen Prozessen. Die Anwesenheit von Sauerstoff im System verstärkt diese Prozesse. Basierend auf der Radikaltheorie spielen Ionen die Hauptrolle bei der Entwicklung biologischer Veränderungen und Radikale, die im Wasser entlang der Flugbahn ionisierender Teilchen gebildet werden.

Die hohe Eindringfähigkeit von Radikalen chemische Reaktionen bestimmt die Prozesse ihrer Wechselwirkung mit biologisch wichtigen Molekülen, die sich in ihrer unmittelbaren Umgebung befinden. Bei solchen Reaktionen werden die Strukturen biologischer Substanzen zerstört, was wiederum zu Veränderungen in biologischen Prozessen führt, einschließlich der Prozesse der Bildung neuer Zellen.

Folgen der Exposition des Menschen gegenüber ionisierender Strahlung. Wenn eine Mutation in einer Zelle auftritt, breitet sie sich auf alle Zellen des neuen Organismus aus, der durch Teilung entstanden ist. Neben genetischen Effekten, die nachfolgende Generationen betreffen können (angeborene Missbildungen), gibt es auch sogenannte somatische (körperliche) Effekte, die nicht nur für den jeweiligen Organismus selbst (somatische Mutation), sondern auch für seine Nachkommen gefährlich sind. Die somatische Mutation erstreckt sich nur auf einen bestimmten Zellkreis, der durch gewöhnliche Teilung aus der primären Zelle, die eine Mutation erfahren hat, gebildet wird.

Somatische Schäden des Körpers durch ionisierende Strahlung sind das Ergebnis einer Strahlenexposition auf einen großen Komplex - Zellgruppen, die bestimmte Gewebe oder Organe bilden. Strahlung verlangsamt oder stoppt sogar vollständig den Prozess der Zellteilung, in dem sich ihr Leben tatsächlich manifestiert, und ausreichend starke Strahlung tötet schließlich Zellen. Die zerstörerische Wirkung der Strahlung macht sich besonders in jungen Geweben bemerkbar. Dieser Umstand wird insbesondere genutzt, um den Körper vor bösartigen (z. B. Krebstumoren) Neubildungen zu schützen, die unter dem Einfluss ionisierender Strahlung viel schneller zerstört werden als gutartige Zellen. Zu den somatischen Wirkungen gehören lokale Schädigungen der Haut (Strahlenverbrennung), grauer Star des Auges (Trübung der Linse), Schädigungen der Geschlechtsorgane (kurzzeitige oder dauerhafte Sterilisation) usw.

Im Gegensatz zu somatischen Wirkungen sind genetische Wirkungen von Strahlung schwer zu erkennen, da sie auf eine kleine Anzahl von Zellen einwirken und eine lange Latenzzeit haben, gemessen in Dutzenden von Jahren nach der Exposition. Eine solche Gefahr besteht bereits bei sehr schwacher Strahlung, die zwar keine Zellen zerstört, aber Chromosomenmutationen und -veränderungen hervorrufen kann erbliche Eigenschaften. Die meisten dieser Mutationen treten nur auf, wenn der Embryo von beiden Elternteilen gleich beschädigte Chromosomen erhält. Die Folgen von Mutationen, einschließlich der Sterblichkeit durch erbliche Folgen – der sogenannte genetische Tod – wurden beobachtet, lange bevor die Menschen begannen, Atomreaktoren zu bauen und Atomwaffen einzusetzen. Mutationen können sowohl durch kosmische Strahlung als auch durch die natürliche Hintergrundstrahlung der Erde verursacht werden, die laut Experten 1 % der menschlichen Mutationen ausmacht.

Es wurde festgestellt, dass es kein Mindeststrahlungsniveau gibt, unterhalb dessen keine Mutation auftritt. Die Gesamtzahl der durch ionisierende Strahlung verursachten Mutationen ist proportional zur Populationsgröße und zur durchschnittlichen Strahlendosis. Die Manifestation genetischer Wirkungen hängt nicht sehr von der Dosisleistung ab, sondern wird von der kumulierten Gesamtdosis bestimmt, unabhängig davon, ob sie in 1 Tag oder 50 Jahren erhalten wurde. Es wird angenommen, dass genetische Effekte keinen Dosisschwellenwert haben. Genetische Wirkungen werden nur durch die effektive kollektive Mensch-Sievert-Dosis (Person-Sv) bestimmt, und der Nachweis einer Wirkung bei einem einzelnen Individuum ist praktisch nicht vorhersehbar.

Im Gegensatz zu genetischen Effekten, die durch niedrige Strahlendosen verursacht werden, setzen somatische Effekte immer ab einer bestimmten Schwellendosis ein: Bei niedrigeren Dosen treten keine Schädigungen des Körpers auf. Ein weiterer Unterschied zwischen somatischen und genetischen Schäden besteht darin, dass der Körper die Auswirkungen der Strahlung im Laufe der Zeit überwinden kann, während zelluläre Schäden irreversibel sind.

Die Werte einiger Dosen und Wirkungen der Strahlenexposition auf den Körper sind in der Tabelle angegeben. 3.16.

Tabelle 3.16

Strahlungsantrieb und verwandte biologische Wirkungen

Notiz. O - Ganzkörperexposition; L - lokale Bestrahlung; SD 50 ist die Dosis, die bei exponierten Personen zu 50 % Sterblichkeit führt.

Regulierung der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung. Zu den wichtigsten Rechtsnormen auf diesem Gebiet Strahlungssicherheit umfassen Strahlenschutzstandards (NRB-99). Das Dokument gehört zur Kategorie der Hygienevorschriften (SP 2.6.1.758-99), die vom staatlichen Sanitätsarzt genehmigt wurden Russische Föderation 2. Juli 1999

Strahlenschutznormen enthalten Begriffe und Definitionen, die bei der Lösung von Problemen im Strahlenschutz verwendet werden müssen. Sie legen auch drei Klassen von Richtlinien fest: grundlegende Dosisgrenzen; akzeptable Niveaus, die Ableitungen von Dosisgrenzwerten sind; jährliche Aufnahmegrenzen, Volumen zulässige durchschnittliche jährliche Aufnahmemengen, spezifische Tätigkeiten, zulässige Kontaminationsgrade von Arbeitsflächen usw.; Kontrollebenen.

Die Rationierung ionisierender Strahlung wird durch die Art der Einwirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper bestimmt. Gleichzeitig werden zwei Arten von Wirkungen im Zusammenhang mit Krankheiten in der medizinischen Praxis unterschieden: deterministische Schwellenwirkungen (Strahlenkrankheit, Strahlenverbrennung, Strahlenkatarakt, fötale Entwicklungsanomalien usw.) und stochastische (wahrscheinlichkeitstheoretische) Nicht-Schwellenwirkungen (bösartige Tumore). , Leukämie, Erbkrankheiten).

Die Gewährleistung der Strahlensicherheit wird durch folgende Grundprinzipien bestimmt:

• 1. Das Prinzip der Rationierung besteht darin, die zulässigen Grenzwerte der individuellen Expositionsdosen der Bürger aus allen Quellen ionisierender Strahlung nicht zu überschreiten.
• 2. Der Rechtfertigungsgrundsatz ist das Verbot aller Arten von Tätigkeiten, bei denen Quellen ionisierender Strahlung verwendet werden, bei denen der Nutzen für eine Person und die Gesellschaft das Risiko eines möglichen Schadens durch eine zusätzliche Exposition gegenüber dem natürlichen Strahlungshintergrund nicht übersteigt .
• 3. Der Grundsatz der Optimierung ist die Wartung auf dem geringstmöglichen und erreichbaren Niveau unter Berücksichtigung von Wirtschaftlichkeit und soziale Faktoren individuelle Expositionsdosen und die Anzahl der exponierten Personen bei der Verwendung einer Quelle ionisierender Strahlung.

Zum Zweck der sozioökonomischen Bewertung der Auswirkungen ionisierender Strahlung auf den Menschen, um Schadenswahrscheinlichkeiten zu berechnen und die Kosten des Strahlenschutzes zu rechtfertigen, wird bei der Umsetzung des NRB-99-Optimierungsprinzips eingeführt, dass die Exposition gegenüber einem Kollektiv wirksam ist Dosis von 1 Mann-Sv führt zum Verlust von 1 Mannjahr der Lebensbevölkerung.

NRB -- 99 führen die Konzepte des individuellen und kollektiven Risikos ein und bestimmen auch den Wert des Höchstwerts des vernachlässigten Risikos einer Strahlenexposition. Nach diesen Normen wird das individuelle und kollektive Lebenszeitrisiko des Auftretens stochastischer (probabilistischer) Effekte entsprechend ermittelt

wobei r, R -- individuelles bzw. kollektives Lebenszeitrisiko; E - individuelle effektive Dosis; -- Wahrscheinlichkeit für das i-te Individuum, eine jährliche effektive Dosis von E bis E + dE zu erhalten; r E ist der Koeffizient des lebenslangen Risikos, die Dauer eines vollen Lebensabschnitts um durchschnittlich 15 Jahre zu verkürzen, eine stochastische Wirkung (durch tödlichen Krebs, schwere erbliche Wirkungen und nicht tödlichen Krebs, reduziert in Bezug auf Schaden zu Folgen durch tödliche Krebs), gleich

für industrielle Exposition:

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

für die Öffentlichkeit:

1/Person-Sv bei mSv/Jahr;

1/Person-Sv bei mSv/Jahr

Für die Zwecke des Strahlenschutzes während der Bestrahlung während des Jahres wird das individuelle Risiko einer Verringerung der Dauer eines vollwertigen Lebens infolge des Auftretens schwerwiegender Folgen deterministischer Effekte konservativ gleichgesetzt mit:

wo ist die Wahrscheinlichkeit, dass die i-te Person beim Umgang mit der Quelle während des Jahres mit einer Dosis größer als D bestrahlt wird; D ist die Schwellendosis für einen deterministischen Effekt.

Eine mögliche Exposition einer Gruppe von N Personen ist gerechtfertigt, wenn

wobei die durchschnittliche Verkürzung der Dauer einer vollen Lebensdauer infolge des Auftretens stochastischer Effekte gleich 15 Jahre ist; -- die durchschnittliche Verkürzung der Dauer eines vollwertigen Lebens infolge des Auftretens schwerwiegender Folgen von deterministischen Effekten, gleich 45 Jahre; -- das monetäre Äquivalent des Verlusts von 1 Mannjahr des Lebens der Bevölkerung; V- Einkommen aus der Produktion; P – die Kosten der Hauptproduktion, mit Ausnahme von Schutzschäden; Y – Verteidigungsschaden.

NRB-99 betonen, dass die Risikominderung auf das niedrigstmögliche Niveau (Optimierung) unter Berücksichtigung von zwei Umständen durchgeführt werden sollte:

• - Die Risikogrenze regelt die potenzielle Exposition aus allen möglichen Quellen. Daher wird für jede Quelle die Risikogrenze während der Optimierung festgelegt;
• - bei der Reduzierung des Risikos einer potenziellen Exposition gibt es ein Mindestrisikoniveau, unterhalb dessen das Risiko als vernachlässigbar angesehen wird und eine weitere Risikoreduzierung unangemessen ist.

Die individuelle Risikogrenze für die technogene Exposition des Personals wird mit 1,010 -3 für 1 Jahr und für die Bevölkerung mit 5,010 -5 für 1 Jahr angenommen.

Die Stufe des vernachlässigbaren Risikos trennt den Bereich der Risikooptimierung und den Bereich des unbedingt akzeptablen Risikos und beträgt 10 -6 für 1 Jahr.

NRB-99 führt die folgenden Kategorien von exponierten Personen ein:

• - Personal und Personen, die mit technogenen Quellen arbeiten (Gruppe A) oder sich aufgrund der Arbeitsbedingungen in ihrem Einflussbereich befinden (Gruppe B);
• - die gesamte Bevölkerung, einschließlich Personen aus dem Personal, außerhalb des Umfangs und der Bedingungen ihrer Produktionstätigkeit.

Tabelle 3.17

Grundlegende Dosisgrenzen

Anmerkungen. * Expositionsdosen sollten, wie alle anderen zulässigen abgeleiteten Werte für Personal der Gruppe B, 1/4 der Werte für Personal der Gruppe A nicht überschreiten.

** Bezieht sich auf den Mittelwert in einer 5 mg/cm2 Schicht unter einer 5 mg/cm2 Deckschicht. Auf den Handflächen beträgt die Dicke der Deckschicht 40 mg/cm 2 .

Die Hauptdosisgrenzwerte für exponiertes Personal und die Bevölkerung beinhalten keine Dosen aus natürlichen, medizinischen Quellen ionisierender Strahlung und die Dosis aufgrund von Strahlenunfällen. Diese Engagementarten unterliegen besonderen Beschränkungen.

NRB-99 schreiben vor, dass bei gleichzeitiger Exposition gegenüber externen und internen Expositionsquellen die Bedingung erfüllt sein muss, dass das Verhältnis der externen Expositionsdosis zum Dosisgrenzwert und das Verhältnis der jährlichen Nuklidzufuhr zu ihren Grenzwerten insgesamt 1 nicht überschreiten.

Für weibliches Personal unter 45 Jahren sollte die Äquivalentdosis in der Haut an der Oberfläche des Unterbauchs 1 mSv pro Monat nicht überschreiten, und die Aufnahme von Radionukliden in den Körper sollte 1/20 der jährlichen Aufnahmegrenze für nicht überschreiten Personal pro Jahr. Gleichzeitig überschreitet die äquivalente Bestrahlungsdosis des Fötus für 2 Monate einer nicht diagnostizierten Schwangerschaft 1 mSv nicht.

Bei der Feststellung der Schwangerschaft von Frauen aus dem Personal müssen Arbeitgeber sie auf andere Arbeiten übertragen, die nicht mit Strahlung zusammenhängen.

Für Studenten unter 21 Jahren, die Quellen ionisierender Strahlung ausgesetzt sind, sollten die jährlichen kumulierten Dosen die für die Öffentlichkeit festgelegten Werte nicht überschreiten.

Bei der Durchführung von präventiven medizinischen radiologischen wissenschaftliche Forschung praktisch gesunden Personen sollte die jährliche effektive Strahlendosis 1 mSv nicht überschreiten.

NRB-99 legt auch Anforderungen für die Begrenzung der öffentlichen Exposition bei einem Strahlenunfall fest.

Radioaktive Strahlung (oder ionisierende) ist die Energie, die von Atomen in Form von Teilchen oder Wellen elektromagnetischer Natur freigesetzt wird. Der Mensch ist solchen Einflüssen sowohl durch natürliche als auch durch anthropogene Quellen ausgesetzt.

Die nützlichen Eigenschaften der Strahlung haben es ermöglicht, sie erfolgreich in Industrie, Medizin, wissenschaftlichen Experimenten und Forschung einzusetzen, Landwirtschaft und andere Bereiche. Mit der Verbreitung der Verwendung dieses Phänomens ist jedoch eine Bedrohung für die menschliche Gesundheit entstanden. Eine geringe Strahlendosis kann das Risiko schwerer Krankheiten erhöhen.

Der Unterschied zwischen Strahlung und Radioaktivität

Strahlung im weitesten Sinne bedeutet Strahlung, also die Ausbreitung von Energie in Form von Wellen oder Teilchen. Radioaktive Strahlung wird in drei Arten unterteilt:

• Alphastrahlung - ein Strom von Helium-4-Kernen;
• Betastrahlung - der Elektronenfluss;
• Gammastrahlung ist ein Strom hochenergetischer Photonen.

Die Charakterisierung radioaktiver Emissionen basiert auf ihrer Energie, ihren Übertragungseigenschaften und der Art der emittierten Partikel.

Alphastrahlung, ein Strom positiv geladener Teilchen, kann durch Luft oder Kleidung blockiert werden. Diese Art dringt praktisch nicht in die Haut ein, aber wenn sie beispielsweise durch Schnitte in den Körper gelangt, ist sie sehr gefährlich und wirkt sich nachteilig auf die inneren Organe aus.

Betastrahlung hat mehr Energie - Elektronen bewegen sich mit hoher Geschwindigkeit und ihre Größe ist klein. Deshalb diese Art Strahlung dringt durch dünne Kleidung und Haut tief in Gewebe ein. Die Abschirmung der Betastrahlung kann mit einem Aluminiumblech von wenigen Millimetern oder einem dicken Holzbrett erfolgen.

Gammastrahlung ist eine energiereiche Strahlung elektromagnetischer Natur, die eine starke Durchschlagskraft hat. Um sich dagegen zu schützen, müssen Sie eine dicke Betonschicht oder eine Platte aus Beton verwenden Schwermetalle wie Platin und Blei.

Das Phänomen der Radioaktivität wurde 1896 entdeckt. Die Entdeckung wurde von dem französischen Physiker Becquerel gemacht. Radioaktivität - die Fähigkeit von Objekten, Verbindungen, Elementen, ionisierende Studien zu emittieren, dh Strahlung. Grund für das Phänomen ist die Instabilität des Atomkerns, der beim Zerfall Energie freisetzt. Es gibt drei Arten von Radioaktivität:

• natürlich - charakteristisch für schwere Elemente, deren Seriennummer größer als 82 ist;
• künstlich - gezielt mit Hilfe von Kernreaktionen initiiert;
• induziert - charakteristisch für Objekte, die bei starker Bestrahlung selbst zur Strahlungsquelle werden.

Radioaktive Elemente werden Radionuklide genannt. Jeder von ihnen zeichnet sich aus durch:

• Halbwertzeit;
• die Art der emittierten Strahlung;
• Strahlungsenergie;
• und andere Eigenschaften.

Strahlungsquellen

Der menschliche Körper ist regelmäßig radioaktiver Strahlung ausgesetzt. Etwa 80 % der jährlich eingenommenen Menge stammt aus kosmischer Strahlung. Luft, Wasser und Boden enthalten 60 radioaktive Elemente, die Quellen natürlicher Strahlung sind. Hauptsächlich natürliche Quelle Als Strahlung gilt das aus Erde und Gesteinen freigesetzte Edelgas Radon. Radionuklide gelangen auch mit der Nahrung in den menschlichen Körper. Ein Teil der ionisierenden Strahlung, der Menschen ausgesetzt sind, stammt aus anthropogenen Quellen, von Kernkraftwerken und Kernreaktoren bis hin zu Strahlung, die für medizinische Behandlung und Diagnose verwendet wird. Bisher übliche künstliche Strahlungsquellen sind:

• medizinische Geräte (die wichtigste anthropogene Strahlungsquelle);
• radiochemische Industrie (Bergbau, Anreicherung von Kernbrennstoff, Verarbeitung von Atommüll und deren Verwertung);
• Radionuklide für Landwirtschaft, Leichtindustrie;
• Unfälle in radiochemischen Anlagen, nukleare Explosionen, Strahlungsemissionen
• Baustoffe.

Die Strahlenbelastung nach der Methode des Eindringens in den Körper wird in zwei Arten unterteilt: intern und extern. Letzteres ist typisch für in der Luft verteilte Radionuklide (Aerosol, Staub). Sie gelangen auf die Haut oder Kleidung. In diesem Fall können die Strahlungsquellen durch Abwaschen entfernt werden. Äußere Bestrahlung verursacht Verbrennungen der Schleimhäute und der Haut. Bei interner Typ das Radionuklid gelangt beispielsweise durch Injektion in eine Vene oder durch Wunden in die Blutbahn und wird durch Ausscheidung oder Therapie entfernt. Eine solche Strahlung provoziert bösartige Tumore.

Die radioaktive Hintergrundstrahlung hängt maßgeblich von der geografischen Lage ab – in manchen Regionen kann die Strahlungsbelastung den Durchschnitt um das Hundertfache übersteigen.

Wirkung von Strahlung auf die menschliche Gesundheit

Radioaktive Strahlung führt aufgrund der ionisierenden Wirkung zur Bildung von freien Radikalen im menschlichen Körper - chemisch aktive aggressive Moleküle, die Zellschäden und Tod verursachen.

Zellen des Gastrointestinaltrakts, des Fortpflanzungs- und des hämatopoetischen Systems sind besonders empfindlich gegenüber ihnen. Die radioaktive Belastung stört ihre Arbeit und verursacht Übelkeit, Erbrechen, Stuhlstörungen und Fieber. Durch die Einwirkung auf das Gewebe des Auges kann es zu Bestrahlungskatarakten kommen. Zu den Folgen ionisierender Strahlung gehören auch Schäden wie Gefäßsklerose, Beeinträchtigung der Immunität und eine Verletzung des genetischen Apparats.

Das System der Übertragung der Erbdaten ist gut organisiert. Freie Radikale und ihre Derivate können die Struktur der DNA – des Trägers der Erbinformation – stören. Dies führt zu Mutationen, die die Gesundheit zukünftiger Generationen beeinträchtigen.

Die Art der Wirkung radioaktiver Strahlung auf den Körper wird durch eine Reihe von Faktoren bestimmt:

• Art der Strahlung;
• Strahlungsintensität;
• individuelle Merkmale des Organismus.

Die Ergebnisse der Strahlenbelastung werden möglicherweise nicht sofort angezeigt. Manchmal machen sich die Auswirkungen erst nach längerer Zeit bemerkbar. Gleichzeitig ist eine hohe Einzeldosis Strahlung gefährlicher als eine langfristige Exposition gegenüber kleinen Dosen.

Die absorbierte Strahlungsmenge wird durch einen Wert namens Sievert (Sv) gekennzeichnet.

• Die normale Hintergrundstrahlung überschreitet 0,2 mSv/h nicht, was 20 Mikroröntgen pro Stunde entspricht. Beim Röntgen eines Zahns erhält eine Person 0,1 mSv.

• Die tödliche Einzeldosis liegt bei 6-7 Sv.

Anwendung ionisierender Strahlung

Radioaktive Strahlung wird in großem Umfang in Technologie, Medizin, Wissenschaft, Militär- und Nuklearindustrie und anderen Bereichen eingesetzt. Menschliche Aktivität. Das Phänomen liegt solchen Geräten wie Rauchmeldern, Stromgeneratoren, Vereisungsalarmen, Luftionisatoren zugrunde.

In der Medizin wird radioaktive Strahlung in der Strahlentherapie zur Behandlung von Krebs eingesetzt. ionisierende Strahlung führte zur Entwicklung von Radiopharmaka. Sie werden für diagnostische Tests verwendet. Auf der Basis ionisierender Strahlung werden Instrumente zur Analyse der Zusammensetzung von Verbindungen und zur Sterilisation eingerichtet.

Die Entdeckung der radioaktiven Strahlung war ohne Übertreibung revolutionär – die Nutzung dieses Phänomens brachte die Menschheit zum Umdenken Neues level Entwicklung. Es ist jedoch auch zu einer Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit geworden. Dabei ist die Aufrechterhaltung der Strahlensicherheit eine wichtige Aufgabe unserer Zeit.

Der Artikel diskutiert die Arten ionisierender Strahlung und ihre Eigenschaften, erzählt von ihrer Wirkung auf den menschlichen Körper und gibt Empfehlungen zum Schutz vor den schädlichen Auswirkungen ionisierender Strahlung.

Ionisierende Strahlungen sind solche Strahlungsenergien, die in bestimmte Medien eindringen oder diese durchdringen und dort eine Ionisierung hervorrufen. Solche Eigenschaften besitzen radioaktive Strahlung, energiereiche Strahlung, Röntgenstrahlen usw.
Die weit verbreitete Nutzung der Atomenergie für friedliche Zwecke, verschiedene Beschleuniger und Röntgengeräte für verschiedene Zwecke hat zur Verbreitung ionisierender Strahlung in Deutschland geführt nationale Wirtschaft und riesige, ständig wachsende Kontingente von Menschen, die in diesem Bereich arbeiten.

Arten ionisierender Strahlung und ihre Eigenschaften

Die unterschiedlichsten Arten ionisierender Strahlung sind die sogenannte radioaktive Strahlung, die durch spontanen radioaktiven Zerfall entsteht. Atomkerne Elemente mit einer Änderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften der letzteren. Elemente, die radioaktiv zerfallen können, werden als radioaktiv bezeichnet; sie können natürlich sein, wie Uran, Radium, Thorium usw. (insgesamt etwa 50 Elemente), und künstlich, für die radioaktive Eigenschaften künstlich erhalten werden (mehr als 700 Elemente).
Beim radioaktiven Zerfall gibt es drei Hauptarten ionisierender Strahlung: Alpha, Beta und Gamma.
Ein Alpha-Teilchen ist ein positiv geladenes Helium-Ion, das beim Zerfall von Kernen gebildet wird, normalerweise schwere natürliche Elemente (Radium, Thorium usw.). Diese Strahlen dringen nicht tief in feste oder flüssige Medien ein. Um sich vor äußeren Einflüssen zu schützen, reicht es aus, sich mit einer dünnen Schicht, sogar einem Stück Papier, zu schützen.

Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper

Die Hauptwirkung aller ionisierender Strahlung auf den Körper besteht darin, das Gewebe der Organe und Systeme zu ionisieren, die ihr ausgesetzt sind. Die dabei erworbenen Ladungen bewirken das Auftreten von für den Normalzustand in Zellen ungewöhnlichen oxidativen Reaktionen, die wiederum eine Reihe von Reaktionen hervorrufen. So treten in den bestrahlten Geweben eines lebenden Organismus eine Reihe von Kettenreaktionen auf, die den normalen Funktionszustand einzelner Organe, Systeme und des Organismus als Ganzes stören. Es wird angenommen, dass durch solche Reaktionen im Körpergewebe schädliche Produkte gebildet werden - Toxine, die sich nachteilig auswirken.
Bei der Arbeit mit Produkten, die ionisierende Strahlung enthalten, kann es zwei Arten der Exposition gegenüber letzterer geben: durch externe und interne Strahlung. Bei Arbeiten an Beschleunigern, Röntgengeräten und anderen Anlagen, die Neutronen und Röntgenstrahlen emittieren, sowie bei Arbeiten an umschlossenen radioaktiven Quellen, d. h. in Glas oder anderen Blindampullen eingeschlossenen radioaktiven Elementen, kann es zu einer äußeren Exposition kommen intakt bleiben. Quellen von Beta- und Gammastrahlung können ein Risiko sowohl der externen als auch der internen Exposition darstellen. Alphastrahlung ist praktisch nur bei innerer Belastung gefährlich, denn aufgrund der sehr geringen Durchdringungskraft und geringen Reichweite von Alphateilchen in der Luft eliminiert ein geringer Abstand zur Strahlenquelle oder eine geringe Abschirmung die Gefahr einer äußeren Belastung.
Bei äußerer Bestrahlung mit Strahlen mit erheblicher Durchdringungskraft tritt Ionisierung nicht nur auf der bestrahlten Oberfläche der Haut und anderer Hautschichten auf, sondern auch in tieferen Geweben, Organen und Systemen. Die Dauer der direkten äußeren Einwirkung ionisierender Strahlung – Exposition – wird durch die Einwirkzeit bestimmt.
Eine innere Belastung liegt vor, wenn radioaktive Stoffe in den Körper gelangen, was beim Einatmen von Dämpfen, Gasen und Aerosolen radioaktiver Stoffe, beim Eintritt in den Verdauungstrakt oder beim Eintritt in die Blutbahn (bei Kontamination geschädigter Haut und Schleimhäute) geschehen kann. Gefährlicher ist die innere Bestrahlung, weil erstens bei direktem Kontakt mit Geweben auch Strahlung niedriger Energie und mit minimaler Durchdringungskraft noch auf diese Gewebe einwirken kann; zweitens, wenn sich ein radioaktiver Stoff im Körper befindet, ist die Dauer seiner Exposition (Exposition) nicht auf die Zeit der direkten Arbeit mit Quellen beschränkt, sondern dauert ununterbrochen bis zu seinem vollständigen Zerfall oder seiner Entfernung aus dem Körper. Darüber hinaus haben einige radioaktive Substanzen, die bestimmte toxische Eigenschaften haben, zusätzlich zur Ionisation eine lokale oder allgemeine toxische Wirkung, wenn sie eingenommen werden.
Im Körper werden radioaktive Substanzen, wie alle anderen Produkte, durch die Blutbahn zu allen Organen und Systemen transportiert, wonach sie teilweise über die Ausscheidungssysteme (Magen-Darm-Trakt, Nieren, Schweiß- und Milchdrüsen usw.) aus dem Körper ausgeschieden werden. , und einige von ihnen lagern sich in bestimmten Organen und Systemen ab und üben eine vorherrschende, ausgeprägtere Wirkung auf diese aus. Einige radioaktive Stoffe (z. B. Natrium - Na 24) verteilen sich relativ gleichmäßig im Körper. Die überwiegende Ablagerung verschiedener Substanzen in bestimmten Organen und Systemen wird durch ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Funktionen dieser Organe und Systeme bestimmt.
Der Komplex anhaltender Veränderungen im Körper unter dem Einfluss ionisierender Strahlung wird als Strahlenkrankheit bezeichnet. Die Strahlenkrankheit kann sich sowohl als Folge einer chronischen Exposition gegenüber ionisierender Strahlung als auch bei einer kurzfristigen Exposition gegenüber erheblichen Dosen entwickeln. Sie ist hauptsächlich gekennzeichnet durch Veränderungen des Zentralnervensystems (Depression, Schwindel, Übelkeit, allgemeine Schwäche usw.), des Blutes und der hämatopoetischen Organe, der Blutgefäße (Bluterguss aufgrund von Gefäßbrüchigkeit), der endokrinen Drüsen.
Als Folge einer längeren Exposition gegenüber erheblichen Dosen ionisierender Strahlung können sich bösartige Neubildungen verschiedener Organe und Gewebe entwickeln, die: die langfristigen Folgen dieser Exposition sind. Letztere umfassen auch eine Abnahme der Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedene Infektions- und andere Krankheiten, eine Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfunktion usw.

Schutzmaßnahmen gegen die Einwirkung ionisierender Strahlung

Die Schwere von Erkrankungen durch Exposition gegenüber ionisierender Strahlung und die Möglichkeit schwerwiegenderer Langzeitfolgen erfordern besondere Aufmerksamkeit zu vorbeugenden Maßnahmen. Sie sind nicht schwierig, aber ihre Wirksamkeit hängt von der Gründlichkeit der Umsetzung und der Einhaltung aller, auch der kleinsten, Anforderungen ab. Der gesamte Maßnahmenkomplex zum Schutz vor der Einwirkung ionisierender Strahlung gliedert sich in zwei Bereiche: Maßnahmen zum Schutz vor äußerer Einwirkung und Maßnahmen zum Schutz vor innerer Einwirkung.
Der Schutz vor der Einwirkung äußerer Strahlung reduziert sich hauptsächlich auf Abschirmungen, die das Eindringen bestimmter Strahlungen auf Arbeitnehmer oder andere Personen, die sich in ihrem Wirkungsbereich aufhalten, verhindern. Es werden verschiedene absorbierende Schirme verwendet; unter Beachtung der Grundregel - nicht nur den Arbeitnehmer zu schützen bzw Arbeitsplatz, sondern möglichst die gesamte Strahlungsquelle abzuschirmen, um das Eindringen von Strahlung in den Aufenthaltsbereich von Personen zu minimieren. Materialien zur Abschirmung und. Die Schichtdicke dieser Schirme wird durch die Art der ionisierenden Strahlung und deren Energie bestimmt: Je größer die Härte der Strahlung bzw. deren Energie, desto dichter und dicker sollte die Schirmschicht sein.
Wie oben erwähnt, ist Alphastrahlung in Bezug auf externe Exposition praktisch nicht gefährlich, daher sind beim Arbeiten mit diesen Quellen keine speziellen Abschirmungen erforderlich; Zur Sicherheit reicht ein Abstand von mehr als 11 - 15 cm von der Quelle aus. Es ist jedoch notwendig, die Möglichkeit zu verhindern, sich der Quelle zu nähern, oder sie mit einem Material abzuschirmen.
In ähnlicher Weise werden Schutzfragen gelöst, wenn mit Quellen weicher Betta-Strahlung gearbeitet wird, die ebenfalls durch eine kleine Luftschicht oder einfache Schirme verzögert werden. Quellen harter Betastrahlung erfordern eine spezielle Abschirmung. Solche Schirme können Glas, transparenter Kunststoff mit einer Dicke von 2-3 bis 8-10 mm (insbesondere harte Strahlung), Aluminium, Wasser usw. sein.
An die Abschirmung von Gammastrahlungsquellen werden besondere Anforderungen gestellt, da diese Strahlungsart eine hohe Durchschlagskraft besitzt. Die Abschirmung dieser Quellen erfolgt durch spezielle Materialien mit guten Absorptionseigenschaften; Dazu gehören: Blei, Spezialbetone, eine dicke Wasserschicht usw. Wissenschaftler haben spezielle Formeln und Tabellen zur Berechnung der Dicke der Schutzschicht entwickelt, wobei die Energie der Strahlungsquelle, das Absorptionsvermögen des Materials und andere berücksichtigt werden Indikatoren.
Strukturell erfolgt die Abschirmung von Gammastrahlungsquellen in Form von Behältern zur Lagerung und zum Transport von Quellen (in versiegelten Ampullen versiegelt), Kästen, Wänden und Etagen Industriegelände, freistehende Bildschirme, Schilde usw. entwickelt verschiedene Designs Geräte, Strahler und andere Geräte zum Arbeiten mit Gammastrahlungsquellen, die auch eine maximale Abschirmung der Quelle und einen minimalen offenen Teil für bestimmte Arbeiten, durch die die Arbeitsstrahlung eintritt, vorsehen.
Alle Arbeiten zum Bewegen von Gammastrahlungsquellen (Entfernen aus Behältern, Einbauen in Apparate, Öffnen und Schließen der letzteren usw.) sowie zu deren Verpackung, Ampulle usw. müssen maschinell mit Fernbedienung oder durchgeführt werden mit Hilfe von speziellen Manipulatoren und anderem Hilfsgeräte, sodass sich die an diesen Arbeiten arbeitende Person in einem gewissen Abstand von der Quelle und hinter einem geeigneten Schutzschirm aufhalten kann. Bei der Entwicklung der Konstruktionen von Manipulatoren, Fernbedienungen und der Organisation der Arbeit mit Strahlungsquellen muss der maximale Abstand der Arbeiter von den Quellen berücksichtigt werden.
Bei technischer Unmöglichkeit kompletter Schutz Arbeitnehmer mit externer Exposition sollten die Arbeitszeit unter Expositionsbedingungen streng regulieren und die festgelegten Grenzwerte der täglichen Gesamtdosen nicht überschreiten. Diese Bestimmung gilt für alle Arten von Arbeiten, insbesondere für Arbeiten zur Installation, Reparatur, Reinigung von Geräten, Unfallbeseitigung usw., bei denen es nicht immer möglich ist, den Arbeitnehmer vollständig vor äußerer Strahlung zu schützen.
Zur Kontrolle der Gesamtstrahlendosis sind alle, die mit Strahlenquellen arbeiten, mit Einzeldosimetern ausgestattet. Darüber hinaus ist es bei der Arbeit mit Hochenergiequellen erforderlich, die Arbeit eines Dosimetriedienstes klar festzulegen, der die Größe der Strahlung überwacht und signalisiert, wenn die festgelegten Grenzwerte überschritten werden und über andere gefährliche Situationen.
Räume, in denen Gammastrahlungsquellen gelagert oder Arbeiten durchgeführt werden, sollten belüftet werden mechanische Lüftung.
Die meisten der oben beschriebenen Maßnahmen zum Schutz vor äußerer Einwirkung von Gammastrahlungsquellen gelten auch für Arbeiten mit Röntgen- und Neutronenstrahlung. Röntgenquellen und einige Neutronenstrahlungen funktionieren nur, wenn die entsprechenden Geräte eingeschaltet sind; im ausgeschalteten Zustand sind sie keine aktiven Strahlungsquellen mehr und stellen daher an sich keine Gefahr dar. Gleichzeitig muss berücksichtigt werden, dass Neutronenstrahlung die Aktivierung einiger von ihnen bestrahlter Substanzen verursachen kann, die zu sekundären Strahlungsquellen werden und auch nach dem Ausschalten der Geräte wirken können. Darauf aufbauend sind geeignete Schutzmaßnahmen gegen solche sekundären Quellen ionisierender Strahlung vorzusehen.
Die Arbeit mit offenen Quellen ionisierender Strahlung, die eine gewisse Gefahr des direkten Eindringens in den Körper und damit eine innere Belastung birgt, erfordert alle oben genannten Maßnahmen, um auch die Gefahr der äußeren Strahlung zu beseitigen. Daneben ist ein ganzer Komplex spezifischer Maßnahmen vorgesehen, die darauf abzielen, jede Möglichkeit einer internen Exposition zu verhindern. Sie beschränken sich hauptsächlich auf die Verhinderung des Eindringens radioaktiver Stoffe in den Körper und der Kontamination von Haut und Schleimhäuten.
Arbeitsräume sind speziell für Arbeiten mit offenen radioaktiven Stoffen ausgestattet. Erstens sorgen sie in ihrer Anordnung und Ausstattung für die vollständige Isolierung von Räumen, in denen Mitarbeiter nicht mit Strahlungsquellen zu tun haben, von den anderen, in denen sie mit diesen Quellen arbeiten. Räume für die Arbeit mit Quellen unterschiedlicher Art und Leistung sind ebenfalls isoliert.

Stichworte: Arbeitsschutz, Arbeiter, ionisierende Strahlung, Röntgenstrahlen, radioaktive Stoffe

Die Hauptwirkung aller ionisierender Strahlung auf den Körper besteht darin, das Gewebe der Organe und Systeme zu ionisieren, die ihr ausgesetzt sind. Die dabei erworbenen Ladungen bewirken das Auftreten von für den Normalzustand in Zellen ungewöhnlichen oxidativen Reaktionen, die wiederum eine Reihe von Reaktionen hervorrufen. So treten in den bestrahlten Geweben eines lebenden Organismus eine Reihe von Kettenreaktionen auf, die den normalen Funktionszustand einzelner Organe, Systeme und des Organismus als Ganzes stören. Es wird angenommen, dass durch solche Reaktionen im Körpergewebe schädliche Produkte gebildet werden - Toxine, die sich nachteilig auswirken.

Bei der Arbeit mit Produkten, die ionisierende Strahlung enthalten, kann es zwei Arten der Exposition gegenüber letzterer geben: durch externe und interne Strahlung. Bei Arbeiten an Beschleunigern, Röntgengeräten und anderen Anlagen, die Neutronen und Röntgenstrahlen emittieren, sowie bei Arbeiten an umschlossenen radioaktiven Quellen, d. h. in Glas oder anderen Blindampullen eingeschlossenen radioaktiven Elementen, kann es zu einer äußeren Exposition kommen intakt bleiben. Quellen von Beta- und Gammastrahlung können ein Risiko sowohl der externen als auch der internen Exposition darstellen. Alphastrahlung stellt praktisch nur bei innerer Belastung eine Gefahr dar, da aufgrund der sehr geringen Durchdringungskraft und geringen Reichweite von Alphateilchen in der Luft ein geringer Abstand zur Strahlenquelle oder eine geringe Abschirmung die Gefahr einer äußeren Belastung ausschließt.

Bei äußerer Bestrahlung mit Strahlen mit erheblicher Durchdringungskraft tritt Ionisierung nicht nur auf der bestrahlten Oberfläche der Haut und anderer Hautschichten auf, sondern auch in tieferen Geweben, Organen und Systemen. Die Dauer der direkten äußeren Einwirkung ionisierender Strahlung – Exposition – wird durch die Einwirkzeit bestimmt.

Eine innere Belastung liegt vor, wenn radioaktive Stoffe in den Körper gelangen, was beim Einatmen von Dämpfen, Gasen und Aerosolen radioaktiver Stoffe, beim Eintritt in den Verdauungstrakt oder beim Eintritt in die Blutbahn (bei Kontamination geschädigter Haut und Schleimhäute) geschehen kann. Gefährlicher ist die innere Bestrahlung, weil erstens bei direktem Kontakt mit Geweben auch Strahlung niedriger Energie und mit minimaler Durchdringungskraft noch auf diese Gewebe einwirken kann; zweitens, wenn sich ein radioaktiver Stoff im Körper befindet, ist die Dauer seiner Exposition (Exposition) nicht auf die Zeit der direkten Arbeit mit Quellen beschränkt, sondern dauert ununterbrochen bis zu seinem vollständigen Zerfall oder seiner Entfernung aus dem Körper. Darüber hinaus haben einige radioaktive Substanzen, die bestimmte toxische Eigenschaften haben, bei Einnahme zusätzlich zur Ionisierung eine lokale oder allgemeine toxische Wirkung (siehe "Schädliche Chemikalien").

Im Körper werden radioaktive Substanzen, wie alle anderen Produkte, durch die Blutbahn zu allen Organen und Systemen transportiert, wonach sie teilweise über die Ausscheidungssysteme (Magen-Darm-Trakt, Nieren, Schweiß- und Milchdrüsen usw.) aus dem Körper ausgeschieden werden. , und einige von ihnen lagern sich in bestimmten Organen und Systemen ab und üben eine vorherrschende, ausgeprägtere Wirkung auf diese aus. Einige radioaktive Stoffe (z. B. Natrium - Na24) verteilen sich relativ gleichmäßig im Körper. Die überwiegende Ablagerung verschiedener Substanzen in bestimmten Organen und Systemen wird durch ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften und die Funktionen dieser Organe und Systeme bestimmt.

Der Komplex anhaltender Veränderungen im Körper unter dem Einfluss ionisierender Strahlung wird als Strahlenkrankheit bezeichnet. Die Strahlenkrankheit kann sich sowohl als Folge einer chronischen Exposition gegenüber ionisierender Strahlung als auch bei einer kurzfristigen Exposition gegenüber erheblichen Dosen entwickeln. Sie ist hauptsächlich gekennzeichnet durch Veränderungen des Zentralnervensystems (Depression, Schwindel, Übelkeit, allgemeine Schwäche usw.), des Blutes und der hämatopoetischen Organe, der Blutgefäße (Bluterguss aufgrund von Gefäßbrüchigkeit), der endokrinen Drüsen.

Als Folge einer längeren Exposition gegenüber erheblichen Dosen ionisierender Strahlung können sich bösartige Neubildungen verschiedener Organe und Gewebe entwickeln, die: die langfristigen Folgen dieser Exposition sind. Letztere umfassen auch eine Abnahme der Widerstandskraft des Körpers gegen verschiedene Infektions- und andere Krankheiten, eine Beeinträchtigung der Fortpflanzungsfunktion und andere.