Podstawowe definicje i pojęcia bezpieczeństwa życia. emisja światła

Temat 5. Ochrona przed promieniowaniem jonizującym.

Wpływ promieniowania jonizującego na człowieka.
promieniowanie jonizujące

pary jonowe

Pęknięcie związków molekularnych

(wolne rodniki).

Efekt biologiczny

Radioaktywność - samorozpad jądra atomowe, któremu towarzyszy emisja kwantów gamma, wyrzucanie cząstek  i . Przy dziennym czasie trwania (kilka miesięcy lub lat) ekspozycji w dawkach przekraczających SDA, u osoby rozwija się przewlekła choroba popromienna (stadium 1 - upośledzenie czynności ośrodkowego układu nerwowego, zwiększone zmęczenie, bóle głowy, utrata apetytu). Przy jednorazowym napromieniowaniu całego ciała dużymi dawkami (>100 rem) rozwija się ostra choroba popromienna. Dawka 400-600 rem - śmierć następuje u 50% narażonych. Podstawowym etapem oddziaływania na człowieka jest jonizacja żywej tkanki, cząsteczek jodu. Jonizacja prowadzi do rozerwania związków molekularnych. Powstają wolne rodniki (H, OH), które reagują z innymi cząsteczkami, co niszczy organizm, zaburza funkcjonowanie układu nerwowego. Substancje radioaktywne gromadzą się w ciele. Wychodzą bardzo powoli. W przyszłości wystąpi ostra lub przewlekła choroba popromienna, oparzenie popromienne. Konsekwencje długoterminowe - zaćma popromienna oka, nowotwór złośliwy, konsekwencje genetyczne. Tło naturalne (promieniowanie kosmiczne i promieniowanie substancji promieniotwórczych w atmosferze, na ziemi, w wodzie). Równoważna moc dawki wynosi 0,36 – 1,8 mSv/rok, co odpowiada mocy dawki ekspozycyjnej 40-200 mR/rok. Promienie rentgenowskie: czaszki - 0,8 - 6 R; kręgosłup - 1,6 - 14,7 R; płuca (fluorografia) - 0,2 - 0,5 R; fluoroskopia - 4,7 - 19,5 R; przewód pokarmowy - 12,82 R; zęby -3-5 R.

Różne rodzaje promieniowania nie wpływają w równym stopniu na żywą tkankę. Wpływ ocenia się na podstawie głębokości penetracji i liczby par jonów utworzonych na jednym cm toru cząstki lub wiązki. Cząstki - i - wnikają tylko w warstwę powierzchniową ciała, - na kilkadziesiąt mikronów i tworzą kilkadziesiąt tysięcy par jonów na drodze jednego cm, - na 2,5 cm i tworzą kilkadziesiąt pary jonów na drodze 1 cm, promieniowanie rentgenowskie i  - ma wysoką moc penetracji i niski efekt jonizujący.  - promieniowanie kwantowe, rentgenowskie, neutronowe z powstawaniem jąder odrzutu i promieniowaniem wtórnym. W równych pochłoniętych dawkach D absorbować różne rodzaje promieniowania powodują różne skutki biologiczne. to się liczy równoważna dawka

D równ =  D absorbować * DO i , 1 C/kg = 3,876 * 10 3 R

i=1

gdzie D wchłonął - pochłonięta dawka różne promieniowanie, cieszę się;

K i - współczynnik jakości promieniowania.

Dawka ekspozycji X- służy do scharakteryzowania źródła promieniowania pod względem zdolności jonizacyjnej, jednostki miary kulomb na kg (C/kg). Dawka 1 P odpowiada tworzeniu 2,083 * 10 9 par jonów na 1 cm 3 powietrza 1 P \u003d 2,58 * 10 -4 C / kg.

Jednostka miary równoważna dawka promieniowanie jest siwert (sv), spec. jednostką tej dawki jest biologiczny odpowiednik rentgenu (BER) 1 SW = 100 rem. 1 rem to dawka równoważnego promieniowania, która powoduje takie same uszkodzenia biologiczne, jak 1 rad promieniowania rentgenowskiego lub  (1 rem \u003d 0,01 J / kg). Rad - pozasystemowa jednostka dawki pochłoniętej odpowiada energii 100 erg pochłoniętej przez substancję o masie 1 g (1 rad \u003d 0,01 J / kg \u003d 2,388 * 10 -6 cal / g). Jednostka pochłonięta dawka (SI) - Szary- charakteryzuje pochłoniętą energię w 1 J na masę 1 kg napromieniowanej substancji (1 Gray = 100 rad).
Racjonowanie promieniowania jonizującego

Zgodnie z normami bezpieczeństwa radiacyjnego (NRB-76) ustalono maksymalne dopuszczalne dawki promieniowania (MPD) dla ludzi. SDA- jest to roczna dawka narażenia, która skumulowana równomiernie przez 50 lat nie spowoduje niekorzystnych zmian w stanie zdrowia napromienianej osoby i jej potomstwa.

Normy ustanawiają 3 kategorie narażenia:

A - narażenie osób pracujących ze źródłami promieniowania radioaktywnego (personel elektrowni jądrowej);

B - narażenie osób pracujących w sąsiednich pomieszczeniach (niewielka część populacji);

B - ekspozycja ludności w każdym wieku.

Wartości ekspozycji SDA (powyżej naturalnego tła)

Dozwolona jest jednorazowa dawka ekspozycji zewnętrznej równa 3 rem na kwartał, pod warunkiem, że dawka roczna nie przekracza 5 rem. W każdym razie dawka skumulowana do 30. roku życia nie powinna przekraczać 12 SDA, tj. 60 rem.

Naturalne tło na ziemi to 0,1 RM/rok (od 0,36 do 0,18 RM/rok).

Kontrola napromieniowania(służba radiologiczna lub pracownik specjalny).

Prowadzić systematyczne pomiary dawek źródeł promieniowania jonizującego na stanowiskach pracy.

Urządzenia kontrola dozymetryczna oparte na scyntylacja jonizacyjna i metody rejestracji fotograficznej.

Metoda jonizacji- w oparciu o zdolność gazów pod wpływem promieniowania radioaktywnego staje się przewodzący elektryczność (ze względu na tworzenie się jonów).

Metoda scyntylacyjna- w oparciu o zdolność niektórych substancji luminescencyjnych, kryształów, gazów do emitowania błysków światła widzialnego podczas pochłaniania promieniowania radioaktywnego (fosfor, fluor, fosfor).

Metoda fotograficzna- na podstawie wpływu promieniowania radioaktywnego na emulsję fotograficzną (zaczernienie kliszy fotograficznej).

Urządzenia: wydajność - 6 (dozymetr kieszonkowy indywidualny 0,02-0,2R); Liczniki Geigera (0,2-2P).

Radioaktywność to spontaniczna transformacja niestabilnych jąder atomowych w jądra pierwiastków, której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego.

Znane są 4 rodzaje radioaktywności: alfa - rozpad, beta - rozpad, spontaniczne rozszczepienie jąder atomowych, radioaktywność protonów.

Aby zmierzyć dawkę ekspozycji: DRG-0,1; DRG3-0.2;SGD-1

Dozymetry ekspozycji typu kumulacyjnego: IFC-2.3; IFC-2,3M; DZIECKO -2; TDP - 2.
Ochrona przed promieniowaniem jonizującym

promieniowanie jonizujące pochłania dowolny materiał, ale w różnym stopniu. Stosowane są następujące materiały:

k - współczynnik. proporcjonalność, k  0,44 * 10 -6

Źródłem jest aparat elektropróżniowy. Napięcie U = 30-800 kV, prąd anodowy I = kilkadziesiąt mA.

Stąd grubość ekranu:

d \u003d 1 /  * ln ((P 0 / P dodaj) * B)

Na podstawie wyrażenia konstruowane są monogramy, które pozwalają określić wymagany współczynnik tłumienia i dane napięcie w celu określenia grubości ekranu ołowianego.

Kosl \u003d P 0 / P dodatkowo dla Kosl i U -> d

k \u003d I * t * 100 / 36 * x 2 P dodaj

I - (mA) - prąd w lampie rentgenowskiej

t (h) na tydzień

P dodaj - (mR / tydzień).

Do szybkich neutronów z energią.
J x \u003d J 0 /4x 2, gdzie J 0 to bezwzględna wydajność neutronów w ciągu 1 sek.

Ochrona wodą lub parafiną (ze względu na duże ilości wodoru)

Pojemniki do przechowywania i transportu - z mieszaniny parafiny z jakąś substancją silnie pochłaniającą wolne neutrony (np. różne związki boru).

Metody i środki ochrony przed promieniowaniem radioaktywnym.

Substancje promieniotwórcze jako potencjalne źródła narażenia wewnętrznego dzielą się na 4 grupy według stopnia zagrożenia - A, B, C, D (w porządku malejącym według stopnia zagrożenia).

Ustanowiony przez „Podstawowe przepisy sanitarne dotyczące pracy z substancjami promieniotwórczymi i źródłami promieniowania jonizującego” - OSP -72. Wszystkie prace z otwartymi substancjami promieniotwórczymi są podzielone na 3 klasy (patrz tabela). Ochronę Sp i sr-va dla pracy z otwartymi substancjami promieniotwórczymi ustala się w zależności od klasy (I, II, III) zagrożenia radiacyjnego pracy z izotopami.
Aktywność leku w miejscu pracy mcci

Praca z otwartymi źródłami klasy I, II wymaga szczególnych środków ochronnych i odbywa się w oddzielnych izolowanych pomieszczeniach. Nie rozważany. Prace ze źródłami III klasy prowadzone są w pomieszczeniach ogólnodostępnych w specjalnie wyposażonych miejscach. Dla tych prac ustanawia się następujące środki ochrony:

1) Na obudowie urządzenia moc dawki ekspozycji powinna wynosić 10 mR/h;

W odległości 1 m od urządzenia moc dawki ekspozycji wynosi  0,3 mR/h;

Urządzenia umieszczone są w specjalnym pojemniku ochronnym, w obudowie ochronnej;

Skróć czas pracy;

Wywiesić znak zagrożenia promieniowaniem

Prace wykonywane są zgodnie z zamówieniem, przez zespół 2 osobowy, z grupą kwalifikacyjną - 4.

Osoby powyżej 18 roku życia, specjalnie przeszkolone, badania lekarskie mogą pracować co najmniej raz na 12 miesięcy.

Stosowane są środki ochrony osobistej: fartuchy, czapki, wykonane z bawełny. tkaniny, szklane szklanki z ołowiem, manipulatory, narzędzia.

Ściany pokoju są pomalowane farba olejna do wysokości ponad 2 metrów podłogi są odporne na detergenty.

TEMAT 6.

Ergonomiczne podstawy ochrony pracy.
W procesie porodu na osobę wpływają czynniki psychofizyczne, aktywność fizyczna, środowisko itp.

Zajmuje się badaniem skumulowanego wpływu tych czynników, ich koordynacji z możliwościami człowieka, optymalizacji warunków pracy ergonomia.
Obliczanie kategorii ciężkości pracy.

Ciężkość porodu podzielona jest na 6 kategorii w zależności od zmiany stanu funkcjonalnego osoby w porównaniu z początkowym stanem spoczynku. Kategoria ciężkości pracy jest określana na podstawie oceny medycznej lub kalkulacji ergonomicznej (wyniki są zbliżone).

Procedura obliczeniowa wygląda następująco:

Opracowywana jest „Mapa warunków pracy w miejscu pracy”, w której wprowadzane są wszystkie biologicznie istotne wskaźniki (czynniki) warunków pracy wraz z ich oceną na 6-stopniowej skali. Ocena na podstawie norm i kryteriów. „Kryteria oceny warunków pracy według systemu sześciopunktowego”.

Podsumowuje się wyniki rozważanych czynników k i i wyznacza się wynik średni:

k cf = 1/n  i =1 n k i

Określa się integralny wskaźnik wpływu wszystkich czynników na osobę:

k = 19,7 k cf - 1,6 k cf 2

Wskaźnik zdrowia:

k działa = 100-((k  - 15,6) / 0,64)

Zgodnie ze wskaźnikiem integralnym z tabeli znaleziono kategorię ciężkości pracy.

1 kategoria - optymalny warunki pracy, tj. te, które zapewniają normalny stan ludzkiego ciała. Brak jest niebezpiecznych i szkodliwych czynników. k   18 Wydajność jest wysoka, brak zmian funkcjonalnych we wskaźnikach medycznych.

3 kategoria- na granicy dopuszczalny. Jeżeli zgodnie z obliczeniami kategoria ciężkości pracy okaże się wyższa niż 2 kategorie, konieczne jest podjęcie decyzji technicznych w celu zracjonalizowania najtrudniejszych czynników i doprowadzenia ich do normy.

ciężkość pracy.

Wskaźniki obciążenia psychofizjologicznego: napięcie narządów wzroku, słuchu, uwagi, pamięci; ilość informacji przechodzących przez narządy słuchu, wzroku.

Oceniana jest praca fizyczna według zużycia energii w W:

Warunki środowiska(mikroklimat, hałas, wibracje, skład powietrza, oświetlenie itp.). Oceniane zgodnie ze standardami GOST SSBT.

Bezpieczeństwo(bezpieczeństwo elektryczne, radiacyjne, przeciwwybuchowe i przeciwpożarowe). Oceniany zgodnie z normami PTB i GOST SSBT.

Obciążenie informacyjne operatora jest zdefiniowane w następujący sposób. Aferent (operacje bez wpływu.), Efferent (operacje kontrolne).

Entropia (tj. ilość informacji na wiadomość) każdego źródła informacji jest określana:

Hj = -  pi log 2 pi, bit/sygnał

gdzie j - źródła informacji, każde z n sygnałami (elementami);

Hj - entropia jednego (j-tego) źródła informacji;

pi = k i /n - prawdopodobieństwo i-tego sygnału rozważanego źródła informacji;

n to liczba sygnałów z 1 źródła informacji;

ki to liczba powtórzeń sygnałów o tej samej nazwie lub elementów tego samego typu.

Określana jest entropia całego układu

liczba źródeł informacji.

Szacowany przepływ informacji jest określany

Frasch = H  * N/t,

gdzie N jest całkowitą liczbą sygnałów (elementów) całej operacji (systemu);

t - czas pracy, sek.

Sprawdzany jest warunek Fmin  Frasch  Fmax, gdzie Fmin = 0,4 bit/s, Fmax = 3,2 bit/s – najmniejsza i największa dopuszczalna ilość informacji przetwarzanych przez operatora.

Informacje ogólne
Promieniowanie, którego interakcja z ośrodkiem prowadzi do powstania jonów o różnych znakach i rodnikach, nazywa się jonizacją. Rozróżnia się promieniowanie korpuskularne i fotonowe. Promieniowanie korpuskularne to strumień cząstek elementarnych: cząstek a i b, neutronów, protonów, mezonów itp. Cząstki elementarne powstają podczas rozpadu promieniotwórczego, przemian jądrowych lub powstają w akceleratorach. Naładowane cząstki, w zależności od wielkości ich energii kinetycznej, mogą bezpośrednio powodować promieniowanie jonizujące, gdy zderzają się z materią. Neutrony i inne neutralne cząstki elementarne podczas interakcji z substancją jonizacja nie jest wytwarzana bezpośrednio, ale w procesie interakcji z ośrodkiem uwalniają naładowane cząstki (elektrony, protony itp.), które mogą jonizować atomy i cząsteczki ośrodka, przez który przechodzą. Takie promieniowanie nazywamy pośrednim promieniowaniem jonizującym.

Promieniowanie fotonowe obejmuje: promieniowanie gamma, charakterystyczne, bremsstrahlung, promieniowanie rentgenowskie. Promieniowania te to oscylacje elektromagnetyczne o bardzo wysokich częstotliwościach (Hz), które powstają, gdy zmienia się stan energetyczny jąder atomowych (promieniowanie gamma), przegrupowanie wewnętrznych powłok elektronowych atomów (charakterystyka), oddziaływanie naładowanych cząstek z polem elektrycznym (hamowanie ) i inne zjawiska. Promieniowanie fotonowe jest również pośrednio jonizujące. Oprócz zdolności jonizujących, główne cechy promieniowania jonizującego obejmują energię mierzoną w elektronowoltach oraz moc przenikania.

Źródło promieniowania to obiekt zawierający materiał radioaktywny lub urządzenie techniczne emitujące lub zdolne do emitowania promieniowania w określonych warunkach. Obiekty te to: radionuklidy, urządzenia jądrowe (akceleratory, reaktory jądrowe), lampy rentgenowskie.

Technologie, metody i urządzenia wykorzystujące promieniowanie jonizujące znajdują szerokie zastosowanie w przemyśle, medycynie i nauce. To przede wszystkim elektrownie jądrowe, nawodne i podwodne statki z elektrowniami jądrowymi, aparaty rentgenowskie dla medycyny, nauki i użytek przemysłowy itd.
^

Biologiczne skutki promieniowania.

Promieniowanie jest szkodliwym czynnikiem dla dzikiej przyrody, a zwłaszcza dla ludzi. O szkodliwym biologicznie działaniu promieniowania na żywy organizm decyduje przede wszystkim dawka pochłoniętej energii i wynikający z niej efekt jonizacji, czyli gęstość jonizacji. Większość pochłoniętej energii jest zużywana na jonizację żywej tkanki, co znajduje również odzwierciedlenie w definicji promieniowania jako jonizującego.

Promieniowanie jonizujące ma bezpośredni i pośredni wpływ na tkankę biologiczną. Bezpośrednie - zerwanie wiązań wewnątrzatomowych i wewnątrzcząsteczkowych, wzbudzenie atomów lub cząsteczek, tworzenie wolnych rodników. Najważniejsza jest radioliza wody. W wyniku radiolizy powstają wysoce reaktywne rodniki, które powodują wtórne reakcje utleniania na dowolnych wiązaniach, aż do zmian w strukturze chemicznej DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) z późniejszymi mutacjami genów i chromosomów. W tych zjawiskach leży pośrednie (pośrednie) działanie promieniowania. Należy zauważyć, że cechą oddziaływania promieniowania jonizującego jest to, że reakcje chemiczne indukowane przez reaktywne rodniki obejmują setki i tysiące cząsteczek, na które promieniowanie nie ma bezpośredniego wpływu. Zatem wynik narażenia na promieniowanie jonizujące, w przeciwieństwie do innych rodzajów promieniowania, w większym stopniu zależy od formy, w jakiej ich energia jest przekazywana obiektowi biologicznemu.

Negatywne konsekwencje narażenia na promieniowanie jonizujące na organizm ludzki są warunkowo podzielone na somatyczne i genetyczne. Genetyczne skutki narażenia na promieniowanie pojawiają się w odległych okresach u potomstwa narażonego. Konsekwencje somatyczne, w zależności od stopnia i charakteru narażenia, mogą objawiać się bezpośrednio w postaci ostrej lub przewlekłej postaci choroby popromiennej. Choroba popromienna charakteryzuje się przede wszystkim zmianą składu krwi (spadek liczby leukocytów we krwi - leukopenia), a także pojawieniem się nudności, wymiotów i krwotoków podskórnych, owrzodzeń. Ostra postać choroby popromiennej występuje u osoby z jednorazową ekspozycją na ponad 100 P (promieniowanie rentgenowskie) - 1 stopień choroby popromiennej, a przy 400 P (3 stopień) obserwuje się 50% zgonów, co jest głównie spowodowane do utraty odporności. Przy dawce ekspozycji większej niż 600 R (4 stopień), 100% narażonych umiera. Jeśli chodzi o szkody spowodowane promieniowaniem jonizującym, natura postawiła człowieka w najtrudniejszych warunkach w porównaniu z innymi żywymi istotami. Tak więc średnie dawki śmiertelne (50%) to: małpa - 550, królik - 800, robaki - 20 000 i ameba - 100 000, wirusy - ponad 1 000 000 P.
^ Jednostki dawek.
Wspólną jednostką (miarą) oddziaływania promieniowania jonizującego na człowieka jest dawka. Istnieją następujące główne rodzaje dawek: pochłonięta, równoważna, skuteczna, ekspozycja.

^ Dawka pochłonięta (D) - wartość energii promieniowania jonizującego przekazywanej substancji:

Gdzie
to średnia energia przekazana przez promieniowanie jonizujące do substancji znajdującej się w elementarnej objętości,
to masa materii w tej objętości.

^ Równoważnik dawki (N) to suma dawek pochłoniętych w narządach lub tkankach pomnożona przez odpowiedni współczynnik wagowy dla danego rodzaju promieniowania :

Współczynniki wagowe uwzględniają względne niebezpieczeństwo różnych rodzajów promieniowania w wywoływaniu niekorzystnych skutków biologicznych i zależą od zdolności jonizacyjnej promieniowania. Dla różnych rodzajów promieniowania wartości współczynników ważenia wynoszą:

Fotony o dowolnej energii, elektrony ………………………1

Neutrony o energii poniżej 10 keV…………………………5

Od 10 keV do 100 keV……………….10

Cząstki alfa………………………………………………20

^ Skuteczna dawka (E) - wartość stosowana jako miara ryzyka długotrwałych skutków napromieniania całego organizmu ludzkiego oraz poszczególnych jego narządów i tkanek, z uwzględnieniem ich promieniowrażliwości. Jest to suma iloczynów dawki równoważnej w narządach i tkankach przez odpowiednie współczynniki wagowe:

-

^ Dawka ekspozycji (X) - jest to ilościowa charakterystyka promieniowania fotonowego, oparta na jego działaniu jonizującym w suchym powietrze atmosferyczne i reprezentujący stosunek całkowitego ładunku (dQ) jonów tego samego znaku, powstających w powietrzu z całkowitym spowolnieniem wszystkich elektronów wtórnych i pozytonów, które zostały utworzone przez fotony w małej objętości powietrza, do masy powietrza (dm) w tej objętości (obowiązuje dla promieniowania fotonowego o energii do 3 MeV):

Jednostki dawki w systemie SI oraz jednostki miary spoza SI podano w Tabeli 1.

Tabela 1

Dawka	Jednostki SI	Jednostki poza systemem
Zaabsorbowany	J/kg, Szary (Gy)	1 rad=0,01 Gy
Równowartość	Szary = Siwert (Sv)	1 rem=0,01 Sv
Efektywny	Siwert = Siwert (Sv)
ekspozycja	Kulomb/kg, (C/kg)	RTG (R) 1Р=2,58 ∙ 10 -4 C/kg 1 R \u003d 1 rad \u003d 0,013 Sv (w tkankach biologicznych)

Aby scharakteryzować zmianę dawki w czasie, wprowadzono pojęcie mocy dawki. Moc ekspozycji, dawki pochłonięte i równoważne są odpowiednio określane:

Charakterystyczną cechą aktywności radionuklidu (spontanicznego rozpadu) jest stosunek liczby spontanicznych przemian jądrowych zachodzących w źródle na jednostkę czasu. Jednostką radioaktywności jest bekerel (Bq). Bekerel jest równy aktywności radionuklidu w źródle, w którym jedna spontaniczna przemiana jądrowa zachodzi w ciągu 1 sekundy. Jednostka działalności poza systemem — curie (Ci). 1 Ci = 3,700 10 10 Bq Aktywność radionuklidów zależy od czasu. Czas rozpadu połowy pierwotnych atomów nazywany jest okresem połowicznego rozpadu. Na przykład okres półtrwania jodu
8,05 dni, podczas gdy uran
- 4,5 miliarda lat
^ Normy bezpieczeństwa radiacyjnego.
Głównym dokumentem regulującym dopuszczalne poziomy narażenia na promieniowanie na organizm ludzki w naszym kraju są „Normy bezpieczeństwa radiacyjnego” (NRB - 99). W celu ograniczenia nieuzasadnionego narażenia racjonowanie jest prowadzone w sposób zróżnicowany dla różnych kategorii osób narażonych, w zależności od warunków kontaktu ze źródłami promieniowania i miejsca zamieszkania. Normy ustalają następujące kategorie osób narażonych:

Personel (grupy A i B);

Cała populacja, w tym osoby z personelu poza zakresem i warunkami ich działalności produkcyjnej.

Częstość narażenia jest również zróżnicowana w zależności od różnej wrażliwości narządów i części ludzkiego ciała na promieniowanie.

Maksymalna dopuszczalna dawka (MAD) to najwyższa wartość indywidualnej dawki równoważnej na rok, która przy równomiernej ekspozycji przez 50 lat nie spowoduje niekorzystnych zmian w stanie zdrowia personelu wykrytych nowoczesnymi metodami.

Dose limit (DL) – maksymalna równoważna dawka na rok dla ograniczonej części populacji. PD ma być 10 razy mniejsze niż RDA, aby zapobiec nieuzasadnionemu narażeniu tego kontyngentu ludzi. Wartości SDA i PD w zależności od grupy narządów krytycznych podano poniżej w tabeli 2.

Prawidłowości biologicznego wpływu promieniowania na żywą tkankę determinują podstawowe zasady ochrony - zmniejszenie gęstości strumienia promieniowania i czasu jego działania. Czas kontaktu z promieniowaniem w normalnej eksploatacji instalacji jest parametrem regulowanym i kontrolowanym. Gęstość strumienia promieniowania zależy od mocy źródła, jego właściwości fizycznych i ochrony inżynierskiej źródła.
Tabela 2.

^ Podstawowe limity dawki

*Uwaga: dawki ekspozycji dla personelu grupy B nie powinny przekraczać ¼ wartości dla personelu grupy A.
^ środki ochronne.
Przez ochronę inżynieryjną rozumie się każde medium (materiał) znajdujące się pomiędzy źródłem a obszarem, w którym znajdują się ludzie lub sprzęt, w celu tłumienia strumieni promieniowania jonizującego. Ochrona jest zwykle klasyfikowana według przeznaczenia, typu, układu, kształtu i geometrii. Zgodnie z przeznaczeniem ochronę dzieli się na biologiczną, radiacyjną i termiczną.

Ochrona biologiczna powinna zapewniać redukcję dawki narażenia personelu do maksymalnych dopuszczalnych poziomów. W ochronie radiologicznej stopień uszkodzenia radiacyjnego różnych obiektów narażonych na promieniowanie musi być zapewniony na dopuszczalnym poziomie. Ochrona termiczna zapewnia zmniejszenie uwalniania energii promieniowania w kompozycjach ochronnych do akceptowalnych poziomów.

Głównymi właściwościami promieniowania, które determinują warunki bezpiecznego obchodzenia się z nimi, są moc jonizująca i penetrująca. Zdolność jonizacyjną promieniowania odzwierciedla wartość współczynnika wagowego, a zdolność penetracji charakteryzuje wartość liniowego współczynnika pochłaniania.

Prawo tłumienia promieniowania w substancji, w zależności od jej grubości (x), można zapisać w postaci:

gdzie n jest szybkością zliczania impulsów prądu w obecności materiału ochronnego o grubości x, imp/s,

n f - szybkość zliczania impulsów prądu poza strefą oddziaływania źródła promieniowania, tj. tło, imp/y,

n o - szybkość zliczania impulsów prądowych bez materiału ochronnego, imp/s.

Ze wzoru (2) wyprowadzamy wyrażenie do obliczenia współczynnika tłumienia liniowego:

przedstawiono zgodnie z wynikami pomiarów tłumienia promieniowania za różnymi grubościami dla jednego materiału. W tym przypadku zależność ta będzie miała postać linii prostej o nachyleniu wyznaczonym przez wartość współczynnika tłumienia liniowego, tj. m = tq a.

Absorpcja promieniowania w substancji zależy od charakteru promieniowania, a także od składu i gęstości samej substancji. W tabeli 3 poniżej przedstawiono zależność współczynnika tłumienia dla promieniowania o charakterze fotonowym:

Absorpcja korpuskularnego promieniowania jonizującego jest znacznie intensywniejsza niż promieniowania fotonowego. Można to wytłumaczyć obecnością cząstek jonizujących materię ładunek elektryczny, lub w przypadku jego braku przez obecność znacznej masy cząstek jonizujących (neutronów). Wygodnie jest scharakteryzować absorpcję promieniowania korpuskularnego drogą swobodną cząstek w materii.

Tabela 3

W tabeli 4 przedstawiono charakterystyczne swobodne tory cząstek w powietrzu dla promieniowania a-, b- i protonowego.
Tabela 4

^ Geometryczne tłumienie promieniowania.
W przypadku źródeł punktowych strumień promieniowania, oprócz powyższej regularności tłumienia podczas przechodzenia przez substancję, będzie tłumiony ze względu na rozbieżność geometryczną zgodnie z prawem odwrotnego kwadratu

,

Źródła geometryczne mogą być punktowe i rozszerzone. Źródła rozszerzone stanowią superpozycję źródeł punktowych i mogą być liniowe, powierzchniowe lub wolumetryczne. Fizycznie źródło punktowe można uznać za maksymalne wymiary która jest znacznie mniejsza niż odległość do punktu detekcji i średnia droga swobodna w materiale źródłowym.

W przypadku źródła izotropowego punktowego rozbieżność geometryczna odgrywa decydującą rolę w tłumieniu gęstości promieniowania w powietrzu. Tłumienie na skutek pochłaniania w powietrzu np. dla źródła o energii 1 MeV w odległości 3 m wynosi 0,2%.
^ Rejestracja promieniowania. Sprzęt i procedura badań .
Urządzenia stosowane w zakresie monitoringu promieniowania dzielą się według przeznaczenia na dozymetry, radiometry i spektrometry. Dozymetry służą do pomiaru pochłoniętej dawki promieniowania jonizującego lub jego mocy. Radiometry służą do pomiaru gęstości strumienia promieniowania i aktywności radionuklidów. Spektrometry służą do pomiaru rozkładu promieniowania w energii cząstek lub fotonów.

Podstawą rejestracji każdego rodzaju promieniowania jest jego oddziaływanie z substancją detektora. Detektor to urządzenie, które na wejściu odbiera promieniowanie jonizujące, a na wyjściu pojawia się zarejestrowany sygnał. Rodzaj detektora determinowany jest charakterem sygnału – przy sygnale świetlnym detektor nazywany jest scyntylacją, przy impulsach prądowych – jonizacja, przy pojawieniu się pęcherzyków pary – komora pęcherzykowa, a w obecności kropel cieczy – Komora Wilsona. Substancją, w której energia promieniowania jonizującego zamieniana jest na sygnał może być gaz, ciecz lub ciało stałe, co daje odpowiednią nazwę detektorom: gaz, ciecz i ciało stałe.

W pracy wykorzystywane jest urządzenie łączące funkcje dozymetru i radiometru – przenośne urządzenie do eksploracji geologicznej SRP-68-01. Urządzenie składa się z jednostki zdalnej detekcji BDGCH-01, przenośnej konsoli, w której znajduje się układ pomiarowy oraz urządzenie wskaźnikowe.

SRP-68-01 wykorzystuje detektor scyntylacyjny oparty na nieorganicznym monokrysztale jodowo-sodowym (NaI). Zasada działania detektora jest następująca. Promieniowanie, wchodząc w interakcję z substancją scyntylatora, wytwarza w nim błyski światła. Fotony światła uderzają w fotokatodę i wybijają z niej fotoelektrony. Przyspieszone i zwielokrotnione elektrony są zbierane na anodzie. Każdy elektron pochłonięty w scyntylatorze odpowiada impulsowi prądowemu w obwodzie anodowym fotopowielacza, dzięki czemu można zmierzyć zarówno średnią wartość prądu anodowego, jak i liczbę impulsów prądowych w jednostce czasu. Zgodnie z tym istnieją tryby prądowe (całkujące) i zliczające dawkomierza scyntylacyjnego.

Urządzenie wskaźnikowe w kompleksie pomiarowym pozwala na przyjmowanie wartości dla dwóch trybów pracy dozymetru:

Dawka ekspozycji, μR/h;

Średnia szybkość zliczania impulsów prądu, imp/s.

Jako źródło promieniowania jonizującego w pracy zastosowano kontrolny znacznik kalibracyjny, który zawiera radionuklid 60 Co o energii gamma - kwanty: 1,17 MeV i 1,37 MeV.

Badania eksperymentalne prowadzone są na stanowisku laboratoryjnym, które oparte jest na scyntylacyjnym urządzeniu do badań geologicznych SRP-68-01. Układ stoiska przedstawiono na ryc. 1 i 2.

Rys.1. Schemat blokowy instalacji

Tutaj: 1 - przenośny panel pomiarowy; 2 - linijka pomiarowa; 3 – badane materiały, 4 – źródło promieniotwórcze; 5 - tuba detekcyjna; 6 - ekran ochronny.

Ryż. 2. Panel przedni miernika.

Tutaj: 1 - przełącznik rodzaju pracy; 2 - przełącznik limitów i trybów pomiaru; 3 - skala pomiarowa urządzenia przetwarzającego; 4 - kontrola poziomu sygnału audio.

Należy zauważyć, że liczba zdarzeń zaniku radiacyjnego oraz liczba impulsów prądowych zarejestrowanych przez radiometr wynosi zmienne losowe przestrzeganie prawa Poissona. Z tego powodu każdy pomiar należy powtórzyć pięć razy w odstępie jednej minuty, a jako wynik przyjąć wartość średnią.

Aby przygotować zestaw do pomiarów, musisz:

• 
  włączyć konsolę pomiarową ustawiając przełącznik rodzaju pracy (poz. 1 na rys. 2) w pozycji „5”;
• 
  zwolnić okienko pomiarowe na źródle promieniotwórczym poprzez zdjęcie osłony ochronnej.

1. Pomiar mocy dawki ekspozycyjnej w zależności od odległości od źródła promieniowania:

Przełącznik limitów i trybów pomiaru (poz. 2 na rys. 2) ustawić w dolnym położeniu „mR/h”, w którym mierzona jest moc dawki ekspozycji w μR/h;

Wartości mocy dawki ekspozycji pobrać ze skali pomiarowej urządzenia przetwarzającego (poz. 3 na rys. 2) przesuwając rurkę detekcyjną (poz. 2 na rys. 1) wzdłuż linijki pomiarowej, w zależności od odległości do kaseta zgodnie z opcją przypisania. Pomiary na odległości powyżej 60 cm należy dodatkowo wykonywać w trybach pomiarowych - impulsy/s, tj. przełącznik limitów i trybów pomiaru (poz. 2 na rys. 2) musi być ustawiony w pozycji (S -1). W tej odległości wartości mocy dawki ekspozycji i mocy zliczania będą odpowiadały poziomowi tła w pomieszczeniu.

Rurę detekcyjną zamontować wzdłuż linijki pomiarowej w odległości 1,5 cm od źródła promieniowania i rurka musi być w tej pozycji stale przez całą serię pomiarów zgodnie z pkt 2 (aby zapewnić ten sam stopień tłumienia promieniowania ze względu na rozbieżność geometryczną );

Ustaw przełącznik limitów i trybów pomiaru (poz. 2 na rys. 2) w pozycji „S -1”, w której impulsy prądu są liczone w imp/s;

Odczytać wartość gęstości strumienia przy braku materiałów ochronnych między okienkiem pomiarowym a detektorem;

Weź wartość gęstości strumienia dla różnych próbek materiałów zgodnie z opcją zadania, zainstalowaną między oknem pomiarowym a detektorem;

Odczytać wartość gęstości strumienia dla różnych materiałów zgodnie z opcją zadania, zainstalowaną pomiędzy oknem pomiarowym a detektorem. W takim przypadku z kilku próbek pobierana jest próbka o wymaganej grubości.
^ Przetwarzanie wyników eksperymentalnych i zadania obliczeniowe

1. 
   Pomiary mocy dawki ekspozycyjnej w zależności od odległości od źródła promieniowania:

2. Pomiar gęstości strumienia gamma za warstwą materiałów ochronnych:

^ Warunki bezpieczeństwa podczas pracy.

Aktywność źródła według paszportu wynosiła 0,04 µCu. Źródło jest chronione osłoną ołowianą, zapewniającą równoważną moc dawki na powierzchni nie większą niż 0,6 μSv / h, a w odległości 0,4 m od źródła poziom promieniowania z niego jest zbliżony do tła. Określone parametry źródła i warunki jego ochrony zgodnie z NRB-96 zapewniają bezpieczeństwo wykonawcy w trakcie badań.

^ OPCJE PRZYDZIAŁU

2. Wpływ promieniowania jonizującego na tkankę biologiczną. cechy tego wpływu.

3. Oznaki choroby popromiennej. Stopnie choroby popromiennej.

4. Od czego zależy stopień oddziaływania promieniowania jonizującego na organizm człowieka?

5. Dawki promieniowania jonizującego. ich fizyczne znaczenie. Jednostki dawki. Zależności między jednostkami dawki.

6. Racjonowanie promieniowania jonizującego. Jakie są maksymalne dopuszczalne dawki?

7. Co oznacza inżynierska ochrona przed promieniowaniem jonizującym?

8. Jakie materiały zapewniają najlepszą ochronę przed uderzeniami?
cząstka, cząstka, promieniowanie i dlaczego?

9. Jakie są znane metody rejestracji promieniowania jonizującego?
Efremov S.V., Malayan K.R., Malyshev V.P., Monashkov V.V. itd.

Bezpieczeństwo . Praktyka laboratoryjna.
Instruktaż

Korektor

Redaktor techniczny

Dyrektor Wydawnictwa Politechniki ^ AV Iwanow

Licencja LR nr 020593 z dnia 08.07.97

Ulga podatkowa - Ogólnorosyjski klasyfikator produktów

OK 005-93, w. 2; 95 3005 - literatura edukacyjna

Podpisano do druku 2011. Format 60x84/16.

Warunki.druk.l. . Uch.ed.l. . Wydanie 200. Zamówienie

_________________________________________________________________________

Petersburski Państwowy Uniwersytet Politechniczny.

Wydawnictwo Politechniki,

Członek Stowarzyszenia Wydawnictw i Poligrafii Rosyjskich Uniwersytetów.

Adres uczelni i wydawnictwa:

195251, Petersburg, ul. Politechnika, 29.

100 r bonus za pierwsze zamówienie

Wybierz rodzaj pracy Dyplom Praca Zajęcia Streszczenie Praca magisterska Raport z praktyki Artykuł Raport Recenzja Test Monografia Rozwiązywanie problemów Biznesplan Odpowiadanie na pytania Praca twórcza Esej Rysowanie Kompozycje Tłumaczenia Prezentacje Pisanie na maszynie Inne Zwiększanie unikalności tekstu Praca dyplomowa Praca laboratoryjna Pomoc on-line

Zapytaj o cenę

Źródła promieniowania elektromagnetycznego

Wiadomo, że w pobliżu przewodnika, przez który przepływa prąd, jednocześnie powstają pola elektryczne i magnetyczne. Jeżeli prąd nie zmienia się w czasie, pola te są od siebie niezależne. W przypadku prądu przemiennego pola magnetyczne i elektryczne są ze sobą połączone, reprezentując jedno pole elektromagnetyczne.

Pole elektromagnetyczne ma określoną energię i charakteryzuje się natężeniem elektrycznym i magnetycznym, co należy uwzględnić przy ocenie warunków pracy.

Źródłami promieniowania elektromagnetycznego są urządzenia radiotechniczne i elektroniczne, cewki indukcyjne, kondensatory instalacji cieplnych, transformatory, anteny, połączenia kołnierzowe torów falowodowych, generatory mikrofal itp.

Współczesne prace geodezyjne, astronomiczne, grawimetryczne, lotnicze, morskie, inżynierskie, geofizyczne wykonywane są przy użyciu przyrządów pracujących w zakresie fale elektromagnetyczne, ultrawysokie i ultrawysokie częstotliwości, narażające pracowników na niebezpieczeństwo o natężeniu promieniowania do 10 μW/cm2.

Biologiczny wpływ promieniowania elektromagnetycznego

Człowiek nie widzi i nie czuje pól elektromagnetycznych, dlatego nie zawsze jest ostrzegany przed niebezpiecznymi skutkami tych pól. Promieniowanie elektromagnetyczne ma szkodliwy wpływ na organizm człowieka. We krwi, która jest elektrolitem, pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego powstają prądy jonowe powodujące ogrzewanie tkanek. Przy pewnym natężeniu promieniowania, zwanym progiem termicznym, organizm może nie radzić sobie z wytworzonym ciepłem.

Ogrzewanie jest szczególnie niebezpieczne dla narządów o słabo rozwiniętym układzie naczyniowym z niskim krążeniem krwi (oczy, mózg, żołądek itp.). Jeśli oczy są narażone na promieniowanie przez kilka dni, soczewka może stać się mętna, co może spowodować zaćmę.

Poza efektami termicznymi promieniowanie elektromagnetyczne wpływa niekorzystnie na układ nerwowy, powodując dysfunkcje układu krążenia, przemianę materii.

Długotrwałe narażenie człowieka na pole elektromagnetyczne powoduje zwiększone zmęczenie, prowadzi do obniżenia jakości wykonywanych czynności, silnego bólu serca, zmian ciśnienia krwi i tętna.

Ocena niebezpieczeństwa narażenia człowieka na pole elektromagnetyczne jest dokonywana na podstawie wielkości energii elektromagnetycznej pochłoniętej przez ludzkie ciało.

3.2.1.2 Pola elektryczne prądów o częstotliwości sieciowej

Stwierdzono, że pola elektromagnetyczne prądów o częstotliwości przemysłowej (charakteryzujące się częstotliwością drgań od 3 do 300 Hz) również mają negatywny wpływ na organizm pracowników. Negatywne skutki prądów o częstotliwości przemysłowej pojawiają się dopiero przy natężeniu pola magnetycznego rzędu 160-200 A/m. Często natężenie pola magnetycznego nie przekracza 20-25 A / m, więc wystarczy ocenić niebezpieczeństwo narażenia na pole elektromagnetyczne na podstawie wielkości natężenia pola elektrycznego.

Do pomiaru natężenia pola elektrycznego i magnetycznego stosuje się urządzenia typu „IEMP-2”. Gęstość strumienia promieniowania jest mierzona za pomocą różnego rodzaju testerów radarowych i termistorów małej mocy, na przykład „45-M”, „VIM” itp.

Ochrona pola elektrycznego

Zgodnie z normą „GOST 12.1.002-84 SSBT. Pola elektryczne o częstotliwości przemysłowej. Dopuszczalne poziomy napięcia i wymagania dotyczące monitorowania w miejscach pracy”. normy dopuszczalnych poziomów natężenia pola elektrycznego zależą od czasu przebywania osoby w strefie zagrożenia. Obecność personelu w miejscu pracy przez 8 godzin jest dozwolona przy natężeniu pola elektrycznego (E) nieprzekraczającym 5 kV / m. Przy wartościach natężenia pola elektrycznego 5-20 kV/m dopuszczalny czas przebywania w Obszar roboczy w godzinach to:

T=50/E-2. (3.1)

Praca w warunkach ekspozycji na pole elektryczne o sile 20-25 kV / m powinna trwać nie dłużej niż 10 minut.

W obszarze pracy, charakteryzującym się różnymi wartościami natężenia pola elektrycznego, pobyt personelu jest ograniczony czasem (w godzinach):

gdzie i TE są odpowiednio rzeczywistym i dopuszczalnym czasem spędzonym przez personel (h), w kontrolowanych obszarach z napięciami E1, E2, ..., En.

Głównymi rodzajami środków ochrony zbiorowej przed oddziaływaniem pola elektrycznego prądów o częstotliwości przemysłowej są urządzenia ekranujące. Badania przesiewowe mogą być ogólne i oddzielne. Przy ogólnym ekranowaniu instalacja wysokiej częstotliwości zamknięta jest metalową obudową - zaślepką. Sterowanie jednostką odbywa się poprzez okna w ścianach obudowy. Ze względów bezpieczeństwa obudowa styka się z uziemieniem instalacji. Drugim rodzajem ogólnego ekranowania jest izolacja instalacji wysokiej częstotliwości w osobny pokój z pilotem.

Konstrukcyjnie urządzenia ekranujące mogą być wykonane w postaci przyłbic, daszków lub przegród wykonanych z metalowych lin, prętów, siatek. Ekrany przenośne mogą być zaprojektowane w postaci zdejmowanych daszek, namiotów, osłon itp. Ekrany wykonane są z blachy o grubości co najmniej 0,5 mm.

Oprócz stacjonarnych i przenośnych urządzeń ekranujących stosowane są indywidualne zestawy ekranujące. Przeznaczone są do ochrony przed skutkami pola elektrycznego, którego natężenie nie przekracza 60 kV/m. W skład poszczególnych zestawów osłonowych wchodzą: kombinezon, obuwie ochronne, ochrona głowy, a także ochrona dłoni i twarzy. Komponenty zestawów są wyposażone w przewody stykowe, których połączenie pozwala zapewnić pojedynczą sieć elektryczną i wykonać wysokiej jakości uziemienie (często przez buty).

Zestawy przesiewowe są okresowo sprawdzane pod kątem stanu technicznego. Wyniki badań zapisywane są w specjalnym dzienniku.

Terenowe prace topograficzne i geodezyjne mogą być prowadzone w pobliżu linii energetycznych. Pola elektromagnetyczne napowietrznych linii elektroenergetycznych wysokiego i bardzo wysokiego napięcia charakteryzują się wytrzymałościami magnetycznymi i elektrycznymi odpowiednio do 25 A/m i 15 kV/m (czasami na wysokości 1,5-2,0 m od ziemi). Dlatego w celu zmniejszenia negatywnego wpływu na zdrowie, podczas wykonywania prac terenowych w pobliżu linii elektroenergetycznych o napięciu 400 kV i wyższym, konieczne jest albo ograniczenie czasu przebywania w strefie zagrożenia, albo stosowanie środków ochrony indywidualnej.

3.2.1.3 Pola elektromagnetyczne RF

Źródła pól elektromagnetycznych o częstotliwościach radiowych

Źródłami występowania pól elektromagnetycznych o częstotliwościach radiowych są: radiofonia, telewizja, radar, sterowanie radiowe, hartowanie i topienie metali, spawanie niemetali, eksploracja elektryczna w geologii (przesył fal radiowych, metody indukcyjne itp.) , łączność radiowa itp.

Energia elektromagnetyczna niskiej częstotliwości 1-12 kHz jest szeroko stosowana w przemyśle do nagrzewania indukcyjnego w celu hartowania, topienia, nagrzewania metalu.

Energia impulsowego pola elektromagnetycznego o niskiej częstotliwości jest wykorzystywana do tłoczenia, prasowania, łączenia różnych materiałów, odlewania itp.

Do ogrzewania dielektrycznego (suszenie materiałów mokrych, klejenie drewna, ogrzewanie, stabilizacja termiczna, topienie tworzyw sztucznych) stosuje się instalacje w zakresie częstotliwości od 3 do 150 MHz.

Częstotliwości ultrawysokie są wykorzystywane w komunikacji radiowej, medycynie, radiofonii, telewizji itp. Praca ze źródłami ultrawysokich częstotliwości odbywa się w radarach, radionawigacji, radioastronomii itp.

Biologiczny wpływ pól elektromagnetycznych o częstotliwościach radiowych

Zgodnie z subiektywnymi odczuciami i obiektywnymi reakcjami ludzkiego ciała nie ma szczególnych różnic w ekspozycji na cały zakres fal radiowych HF, UHF i SHF, ale bardziej charakterystyczne są przejawy i niepożądane skutki ekspozycji na fale elektromagnetyczne SHF.

Najbardziej charakterystyczne pod wpływem fal radiowych wszystkich zakresów są odchylenia od normalnego stanu ośrodkowego układu nerwowego i układu sercowo-naczyniowego człowieka. Powszechnym w naturze biologicznego działania pól elektromagnetycznych o dużym natężeniu o częstotliwościach radiowych jest efekt cieplny, który wyraża się w nagrzewaniu poszczególnych tkanek lub narządów. Soczewka oka, woreczek żółciowy, pęcherz i niektóre inne narządy są szczególnie wrażliwe na efekt termiczny.

Subiektywne odczucia napromieniowanego personelu to dolegliwości związane z częstym bólem głowy, sennością lub bezsennością, zmęczeniem, letargiem, osłabieniem, wzmożoną potliwością, ciemnieniem oczu, roztargnieniem, zawrotami głowy, utratą pamięci, nieuzasadnionym uczuciem niepokoju, strachu itp.

Wśród wymienionych niekorzystnych skutków dla człowieka należy dodać działanie mutagenne, a także czasową sterylizację podczas napromieniania o intensywnościach powyżej progu termicznego.

Aby ocenić potencjalne niekorzystne skutki fal elektromagnetycznych o częstotliwościach radiowych, przyjmuje się dopuszczalne charakterystyki energetyczne pola elektromagnetycznego dla innego zakresu częstotliwości - siłę elektryczną i magnetyczną, gęstość strumienia energii.

Ochrona przed polami elektromagnetycznymi o częstotliwościach radiowych

W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy ze źródłami fal elektromagnetycznych na stanowiskach pracy oraz w miejscach, w których może znajdować się personel, prowadzony jest systematyczny monitoring rzeczywistych wartości znormalizowanych parametrów. Jeżeli warunki pracy nie spełniają wymagań norm, stosuje się następujące metody ochrony:

1. Ekranowanie miejsca pracy lub źródła promieniowania.

2. Zwiększenie odległości od miejsca pracy do źródła promieniowania.

3. Racjonalne rozmieszczenie sprzętu w pomieszczeniu roboczym.

4. Stosowanie środków ostrożności.

5. Zastosowanie specjalnych pochłaniaczy energii do redukcji promieniowania w źródle.

6. Korzystanie z funkcji zdalnego sterowania i automatyczna kontrola itd.

Stanowiska pracy zwykle znajdują się w strefie o minimalnym natężeniu pola elektromagnetycznego. Ostatnim ogniwem w łańcuchu inżynieryjnego sprzętu ochronnego są środki ochrony osobistej. Jako osobiste wyposażenie ochronne oczu przed działaniem promieniowania mikrofalowego zalecane są specjalne okulary, których okulary są pokryte cienką warstwą metalu (złoto, dwutlenek cyny).

Odzież ochronna wykonana jest z tkaniny metalizowanej i stosowana w postaci kombinezonów, kombinezonów, kurtek z kapturem, z wbudowanymi goglami. Zastosowanie specjalnych tkanin w odzieży ochronnej może zmniejszyć ekspozycję o 100-1000 razy, czyli o 20-30 decybeli (dB). Gogle redukują natężenie promieniowania o 20-25 dB.

W celu zapobiegania chorobom zawodowym konieczne jest przeprowadzanie wstępnych i okresowych badań lekarskich. Kobiety w ciąży i laktacji powinny zostać przeniesione do innych zawodów. Osoby poniżej 18 roku życia nie mogą pracować z generatorami częstotliwości radiowych. Osobom, które mają kontakt ze źródłami promieniowania mikrofalowego i UHF, przysługują świadczenia (skrócone godziny pracy, dodatkowe urlopy).

PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE, ICH CHARAKTER I WPŁYW NA ORGANIZM LUDZKI

Promieniowanie i jego odmiany

promieniowanie jonizujące

Źródła zagrożenia radiacyjnego

Urządzenie źródeł promieniowania jonizującego

Sposoby przenikania promieniowania do organizmu człowieka

Miary oddziaływania jonizującego

Mechanizm działania promieniowania jonizującego

Konsekwencje napromieniowania

Choroba popromienna

Zapewnienie bezpieczeństwa podczas pracy z promieniowaniem jonizującym

Promieniowanie i jego odmiany

Promieniowanie to wszystkie rodzaje promieniowania elektromagnetycznego: światło, fale radiowe, energia słoneczna i wiele innych promieniowań wokół nas.

Źródłami promieniowania przenikliwego, które tworzą naturalne tło napromieniowania są galaktyki i Promieniowanie słoneczne, Dostępność pierwiastki promieniotwórcze w glebie, powietrzu i materiałach wykorzystywanych w działalności gospodarczej, a także izotopy, głównie potas, w tkankach organizmu żywego. Jednym z najważniejszych naturalnych źródeł promieniowania jest radon, gaz, który nie ma smaku ani zapachu.

Interesujące nie jest żadne promieniowanie, ale jonizacja, która przechodząc przez tkanki i komórki żywych organizmów jest w stanie przekazać im swoją energię, rozrywając wiązania chemiczne w cząsteczkach i powodując poważne zmiany w ich strukturze. Promieniowanie jonizujące występuje podczas rozpadu promieniotwórczego, przemian jądrowych, spowalniania naładowanych cząstek w materii i tworzy jony o różnych znakach podczas interakcji z ośrodkiem.

promieniowanie jonizujące

Wszystkie promieniowanie jonizujące dzieli się na fotonowe i korpuskularne.

Promieniowanie fotono-jonizujące obejmuje:

a) Promieniowanie Y emitowane podczas rozpadu izotopów promieniotwórczych lub anihilacji cząstek. Promieniowanie gamma jest ze swej natury promieniowaniem elektromagnetycznym o krótkich falach, tj. strumień wysokoenergetycznych kwantów energii elektromagnetycznej, których długość fali jest znacznie mniejsza niż odległości międzyatomowe, tj. tak< 10 см. Не имея массы, Y-кванты двигаются со скоростью света, не теряя её в окружающей среде. Они могут лишь поглощаться ею или отклоняться в сторону, порождая пары ионов: частица- античастица, причём последнее наиболее значительно при поглощении Y- квантов в среде. Таким образом, Y- кванты при прохождении через вещество передают энергию электронам и, следовательно, вызывают ионизацию среды. Благодаря отсутствию массы, Y- кванты обладают большой проникающей способностью (до 4- 5 км в воздушной среде);

b) Promieniowanie rentgenowskie, które występuje, gdy energia kinetyczna naładowanych cząstek maleje i/lub gdy zmienia się stan energetyczny elektronów atomu.

Korpuskularne promieniowanie jonizujące składa się ze strumienia naładowanych cząstek (cząstek alfa, beta, protonów, elektronów), których energia kinetyczna jest wystarczająca do zjonizowania atomów w zderzeniu. Neutrony i inne cząstki elementarne nie wytwarzają bezpośrednio jonizacji, ale w procesie oddziaływania z ośrodkiem uwalniają naładowane cząstki (elektrony, protony), które mogą jonizować atomy i cząsteczki ośrodka, przez który przechodzą:

a) neutrony są jedynymi nienaładowanymi cząstkami powstającymi w niektórych reakcjach rozszczepienia jądrowego atomów uranu lub plutonu. Ponieważ cząsteczki te są elektrycznie obojętne, wnikają głęboko w każdą substancję, w tym w żywe tkanki. Charakterystyczną cechą promieniowania neutronowego jest jego zdolność do przekształcania atomów pierwiastków stabilnych w ich izotopy promieniotwórcze, tj. wytwarzają promieniowanie indukowane, które dramatycznie zwiększa niebezpieczeństwo promieniowania neutronowego. Przenikająca moc neutronów jest porównywalna z promieniowaniem Y. W zależności od poziomu przenoszonej energii warunkowo rozróżnia się neutrony szybkie (o energiach od 0,2 do 20 MeV) i neutrony termiczne (od 0,25 do 0,5 MeV). Ta różnica jest brana pod uwagę przy wykonywaniu środków ochronnych. Szybkie neutrony są spowalniane, tracąc energię jonizacji, przez substancje o niskiej masie atomowej (tzw. zawierające wodór: parafinę, wodę, tworzywa sztuczne itp.). Neutrony termiczne są pochłaniane przez materiały zawierające bor i kadm (stal borowa, boral, grafit borowy, stop kadmowo-ołowiowy).

Cząstki alfa -, beta i kwanty gamma - mają energię zaledwie kilku megaelektronowoltów i nie mogą wytworzyć promieniowania indukowanego;

b) cząstki beta - elektrony emitowane podczas rozpadu promieniotwórczego pierwiastków jądrowych o pośredniej sile jonizującej i penetrującej (biegające w powietrzu do 10-20 m).

c) cząstki alfa - dodatnio naładowane jądra atomów helu, aw przestrzeni kosmicznej i atomy innych pierwiastków, emitowane podczas rozpadu promieniotwórczego izotopów pierwiastków ciężkich - uranu lub radu. Mają niską zdolność penetracji (biegną w powietrzu - nie więcej niż 10 cm), nawet ludzka skóra jest dla nich przeszkodą nie do pokonania. Są niebezpieczne tylko wtedy, gdy dostaną się do ciała, ponieważ są w stanie wybić elektrony z powłoki neutralnego atomu dowolnej substancji, w tym ciała ludzkiego, i zamienić ją w dodatnio naładowany jon ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami, co spowoduje zostaną omówione później. W ten sposób cząstka alfa o energii 5 MeV tworzy 150 000 par jonów.

Charakterystyka penetracji różnych rodzajów promieniowania jonizującego

Ilościową zawartość materiału promieniotwórczego w ludzkim ciele lub substancji określa się terminem „aktywność źródła promieniotwórczego” (radioaktywność). Jednostką promieniotwórczości w układzie SI jest bekerel (Bq), który odpowiada jednemu rozpadowi w ciągu 1 sekundy. Czasami w praktyce używana jest stara jednostka aktywności, curie (Ci). Jest to aktywność takiej ilości substancji, w której 37 miliardów atomów rozpada się w ciągu 1 sekundy. Do translacji stosuje się następującą zależność: 1 Bq = 2,7 x 10 Ci lub 1 Ki = 3,7 x 10 Bq.

Każdy radionuklid ma niezmienny, niepowtarzalny okres półtrwania (czas wymagany do utraty przez substancję połowy swojej aktywności). Np. dla uranu-235 to 4470 lat, a dla jodu-131 tylko 8 dni.

Źródła zagrożenia radiacyjnego

1. Główną przyczyną zagrożenia jest wypadek radiacyjny. Wypadek radiacyjny to utrata kontroli nad źródłem promieniowania jonizującego (RSR) spowodowana awarią sprzętu, niewłaściwym działaniem personelu, klęskami żywiołowymi lub innymi przyczynami, które mogły lub mogły doprowadzić do narażenia osób na ponad ustalone normy lub skażenia radioaktywnego środowiska. W przypadku awarii spowodowanych zniszczeniem zbiornika reaktora lub stopieniem rdzenia emitowane są:

1) Fragmenty rdzenia;

2) Paliwo (odpady) w postaci silnie aktywnego pyłu, który może długo pozostawać w powietrzu w postaci aerozoli, następnie po przejściu przez chmurę główną wypaść w postaci opadów deszczu (śniegu) , a jeśli dostanie się do organizmu, powoduje bolesny kaszel, czasami o nasileniu podobnym do ataku astmy;

3) lawa składająca się z dwutlenku krzemu, a także betonu roztopionego w wyniku kontaktu z gorącym paliwem. Moc dawki w pobliżu takich law sięga 8000 R/h, a nawet pięciominutowy pobyt w pobliżu jest szkodliwy dla człowieka. W pierwszym okresie po wytrąceniu RV największym zagrożeniem jest jod-131, który jest źródłem promieniowania alfa i beta. Jego okres półtrwania z tarczycy wynosi: biologiczny – 120 dni, skuteczny – 7,6. Wymaga to jak najszybszej profilaktyki jodowej całej populacji w strefie wypadku.

2. Przedsiębiorstwa zajmujące się zagospodarowaniem złóż i wzbogacaniem uranu. Uran ma masę atomową 92 i trzy naturalne izotopy: uran-238 (99,3%), uran-235 (0,69%) i uran-234 (0,01%). Wszystkie izotopy są emiterami alfa o znikomej radioaktywności (2800 kg uranu odpowiada aktywności 1 g radu-226). Okres półtrwania uranu-235 = 7,13 x 10 lat. Sztuczne izotopy uranu-233 i uranu-227 mają okresy półtrwania 1,3 i 1,9 minuty. Uran to miękki metal, który wygląda jak stal. Zawartość uranu w niektórych materiałach naturalnych sięga 60%, ale w większości rud uranu nie przekracza 0,05-0,5%. W procesie wydobycia przy odbiorze 1 tony materiału promieniotwórczego powstaje do 10-15 tys. ton odpadów, a przy przerobie od 10 do 100 tys. ton. Z odpadów (zawierających niewielką ilość uranu, radu, toru i innych produktów rozpadu promieniotwórczego) uwalniany jest radioaktywny gaz - radon-222, który po wdychaniu powoduje napromieniowanie tkanek płuc. Po wzbogaceniu rudy odpady radioaktywne mogą dostać się do pobliskich rzek i jezior. Podczas wzbogacania koncentratu uranu możliwy jest pewien wyciek gazowego sześciofluorku uranu z instalacji kondensacyjno-odparowującej do atmosfery. Niektóre stopy uranu, wióry, trociny uzyskane podczas produkcji elementów paliwowych mogą ulec zapłonowi podczas transportu lub przechowywania, w wyniku czego do środowiska mogą zostać uwolnione znaczne ilości spalonych odpadów uranu.

3. Terroryzm nuklearny. Coraz częstsze stały się przypadki kradzieży materiałów jądrowych nadających się do produkcji broni jądrowej rzemieślniczy sposób, a także groźby wyłączenia obiektów jądrowych, statków z instalacjami jądrowymi i elektrowni jądrowych w celu uzyskania okupu. Niebezpieczeństwo terroryzmu nuklearnego istnieje również na poziomie codziennym.

4. Testy bronie nuklearne. Za ostatnie czasy osiągnięto miniaturyzację ładunków jądrowych do testów.

Urządzenie źródeł promieniowania jonizującego

Według urządzenia IRS są dwojakiego rodzaju - zamknięte i otwarte.

Zamknięte źródła umieszczane są w szczelnych pojemnikach i stanowią zagrożenie tylko w przypadku braku odpowiedniej kontroli nad ich eksploatacją i przechowywaniem. Swój wkład wnoszą również jednostki wojskowe, przekazując zlikwidowane urządzenia sponsorowanym instytucjom edukacyjnym. Utrata wycofanych z eksploatacji, zniszczenie jako niepotrzebne, kradzież z późniejszą migracją. Na przykład w Bracku, w zakładzie budownictwa kubaturowego IRS, zamknięty w ołowianej powłoce, był przechowywany w sejfie wraz z metale szlachetne. A kiedy złodzieje włamali się do sejfu, uznali, że ten masywny ołowiany blank również jest cenny. Ukradli go, a potem uczciwie podzielili, przecinając ołowianą „koszulkę” na pół i zaostrzoną w niej ampułkę z radioaktywnym izotopem.

Praca z otwartym IRS może prowadzić do tragicznych konsekwencji w przypadku niewiedzy lub naruszenia odpowiednich instrukcji dotyczących zasad postępowania z tymi źródłami. Dlatego przed rozpoczęciem jakiejkolwiek pracy z IRS należy dokładnie zapoznać się z wszystkimi opisami stanowisk i przepisami bezpieczeństwa oraz ściśle przestrzegać ich wymagań. Wymagania te są określone w Przepisach Sanitarnych Postępowania z Odpadami Promieniotwórczymi (SPO GO-85). Przedsiębiorstwo Radon na zlecenie wykonuje indywidualną kontrolę osób, terytoriów, obiektów, sprawdzenia, dozowania i naprawy urządzeń. Prace z zakresu obsługi IRS, środków ochrony radiologicznej, wydobycia, produkcji, transportu, przechowywania, użytkowania, konserwacji, unieszkodliwiania, unieszkodliwiania wykonywane są wyłącznie na podstawie licencji.

Sposoby przenikania promieniowania do organizmu człowieka

Aby właściwie zrozumieć mechanizm uszkodzeń popromiennych, konieczne jest jasne zrozumienie istnienia dwóch sposobów, w jakie promieniowanie przenika do tkanek ciała i wpływa na nie.

Pierwszym sposobem jest napromieniowanie zewnętrzne ze źródła znajdującego się na zewnątrz ciała (w otaczającej przestrzeni). Ta ekspozycja może być związana z promieniowaniem rentgenowskim i gamma, a także z niektórymi wysokoenergetycznymi cząsteczkami beta, które mogą przenikać do powierzchniowych warstw skóry.

Drugi sposób to narażenie wewnętrzne spowodowane przedostaniem się substancji promieniotwórczych do organizmu w następujący sposób:

W pierwszych dniach po wypadku radioaktywnym najbardziej niebezpieczne są radioaktywne izotopy jodu, które dostają się do organizmu wraz z pożywieniem i wodą. W mleku jest ich dużo, co jest szczególnie niebezpieczne dla dzieci. Jod promieniotwórczy gromadzi się głównie w tarczycy, która waży zaledwie 20 g. Stężenie radionuklidów w tym narządzie może być 200 razy wyższe niż w innych częściach organizmu człowieka;

Poprzez urazy i skaleczenia na skórze;

Wchłanianie przez zdrową skórę podczas długotrwałego narażenia na substancje radioaktywne (RS). W obecności rozpuszczalników organicznych (eter, benzen, toluen, alkohol) zwiększa się przepuszczalność skóry dla RV. Co więcej, niektóre RV, które dostają się do organizmu przez skórę, przedostają się do krwiobiegu i, w zależności od ich właściwości chemicznych, są wchłaniane i gromadzone w krytycznych narządach, co prowadzi do wysokich lokalnych dawek promieniowania. Na przykład rosnące kości kończyn dobrze wchłaniają radioaktywny wapń, stront, rad, a nerki wchłaniają uran. Inne pierwiastki chemiczne, takie jak sód i potas, będą rozmieszczone w organizmie mniej więcej równomiernie, ponieważ znajdują się we wszystkich komórkach ciała. Jednocześnie obecność sodu-24 we krwi powoduje, że organizm został dodatkowo poddany napromieniowaniu neutronami (czyli reakcja łańcuchowa w reaktorze nie została przerwana w momencie napromieniania). Szczególnie trudne jest leczenie pacjenta narażonego na promieniowanie neutronowe, dlatego konieczne jest określenie indukowanej aktywności biopierwiastków organizmu (P, S itp.);

Przez płuca podczas oddychania. Przenikanie stałych substancji promieniotwórczych do płuc zależy od stopnia rozproszenia tych cząstek. Z testów przeprowadzonych na zwierzętach stwierdzono, że cząsteczki pyłu mniejsze niż 0,1 mikrona zachowują się tak samo jak cząsteczki gazu. Kiedy wdychasz, dostają się do płuc z powietrzem, a kiedy wydychasz, są usuwane z powietrzem. W płucach może pozostać tylko niewielka część cząstek stałych. Duże cząstki większe niż 5 mikronów są zatrzymywane w jamie nosowej. Obojętne gazy radioaktywne (argon, ksenon, krypton itp.), które dostały się do krwi przez płuca, nie są związkami tworzącymi tkanki i ostatecznie są usuwane z organizmu. Nie przebywaj w organizmie długo i radionuklidy, tego samego typu z pierwiastkami tworzącymi tkanki i spożywane przez ludzi wraz z pożywieniem (sód, chlor, potas itp.). Z czasem są całkowicie usuwane z organizmu. Niektóre radionuklidy (np. rad, uran, pluton, stront, itr, cyrkon osadzone w tkankach kostnych) wchodzą w wiązanie chemiczne z elementami tkanki kostnej i są prawie nie wydalane z organizmu. Podczas badania lekarskiego mieszkańców obszarów dotkniętych awarią w Czarnobylu w Ogólnounijnym Centrum Hematologicznym Akademii Nauk Medycznych stwierdzono, że przy ogólnym napromieniowaniu ciała dawką 50 radów niektóre jego komórki zostały napromieniowane dawką 1000 i więcej radów. Obecnie opracowano normy dla różnych narządów krytycznych, które określają maksymalną dopuszczalną zawartość każdego radionuklidu w nich. Normy te są określone w Rozdziale 8 „Wartości liczbowe dopuszczalnych poziomów” Norm Bezpieczeństwa Radiologicznego NRB – 76/87.

Narażenie wewnętrzne jest bardziej niebezpieczne, a jego konsekwencje poważniejsze z następujących powodów:

Dawka promieniowania gwałtownie wzrasta, determinowana przez czas pozostawania radionuklidu w organizmie (rad-226 lub pluton-239 przez całe życie);

Odległość do zjonizowanej tkanki jest praktycznie nieskończenie mała (tzw. napromienianie kontaktowe);

Napromienianie obejmuje cząstki alfa, najbardziej aktywne, a zatem najniebezpieczniejsze;

Substancje radioaktywne nie rozprzestrzeniają się równomiernie po całym ciele, ale selektywnie koncentrują się w poszczególnych (krytycznych) narządach, zwiększając lokalną ekspozycję;

Nie ma możliwości stosowania żadnych środków ochrony stosowanych przy narażeniu zewnętrznym: ewakuacja, środki ochrony indywidualnej (PPE) itp.

Miary oddziaływania jonizującego

Miarą efektu jonizującego promieniowania zewnętrznego jest dawka ekspozycyjna, określona przez jonizację powietrza. Dla jednostki dawki ekspozycji (De) zwykle bierze się pod uwagę promieniowanie rentgenowskie (P) - ilość promieniowania, przy której w 1 cm3. powietrze o temperaturze 0 C i ciśnieniu 1 atm powstaje 2,08 x 10 par jonów. Zgodnie z wytycznymi Międzynarodowej Kompanii Jednostek Radiologicznych (ICRU) RD - 50-454-84, po 1 stycznia 1990 r. nie zaleca się stosowania w naszym kraju takich wartości jak dawka ekspozycji i jej współczynnik (to przyjmuje się, że dawka ekspozycyjna jest dawką pochłoniętą w powietrzu). Większość urządzeń dozymetrycznych w Federacji Rosyjskiej jest kalibrowana w rentgenach, rentgenach/godzinach, a jednostki te nie zostały jeszcze porzucone.

Miarą jonizującego efektu ekspozycji wewnętrznej jest pochłonięta dawka. Rad jest przyjmowany jako jednostka dawki pochłoniętej. Jest to dawka promieniowania przenoszona na masę napromienianej substancji w 1 kg i mierzona energią dowolnego promieniowania jonizującego w dżulach. 1 rad = 10 J/kg. W układzie SI jednostką dawki pochłoniętej jest grej (Gy), równa energii 1 J/kg.

1 Gy = 100 rad.

1 rad = 10 gr.

Do przeliczenia ilości energii jonizującej w przestrzeni (dawkę ekspozycji) na energię pochłanianą przez tkanki miękkie organizmu stosuje się współczynnik proporcjonalności K = 0,877, tj.:

1 zdjęcie rentgenowskie \u003d 0,877 rad.

Ze względu na to, że różne rodzaje promieniowania mają różne wydajności (przy równych kosztach energii na jonizację, dają różne efekty), wprowadzono pojęcie „dawki równoważnej”. Jego jednostką miary jest rem. 1 rem to dawka promieniowania dowolnego rodzaju, której działanie na organizm jest równoważne działaniu 1 radu promieniowania gamma. Dlatego przy ocenie całkowitego wpływu narażenia na promieniowanie na organizmy żywe przy całkowitym narażeniu na wszystkie rodzaje promieniowania, współczynnik jakości (Q) równy 10 dla promieniowania neutronowego (neutrony są około 10 razy bardziej skuteczne pod względem uszkodzeń popromiennych) i 20 dla promieniowania alfa jest brane pod uwagę. W układzie SI jednostką dawki równoważnej jest siwert (Sv), równy 1 Gy x Q.

Wraz z ilością energii, rodzajem napromieniowania, materiałem i masą narządu ważnym czynnikiem jest tzw. biologiczny okres półtrwania radioizotop - czas potrzebny do wydalenia (z potem, śliną, moczem, kałem itp.) z organizmu połowy substancji radioaktywnej. Już po 1-2 godzinach od dostania się RV do organizmu znajdują się one w jego wydzielinach. Połączenie fizycznego okresu półtrwania z biologicznym okresem półtrwania daje pojęcie "efektywnego okresu półtrwania" - najważniejszego przy określaniu wynikowej ilości promieniowania, na które narażony jest organizm, a zwłaszcza narządy krytyczne.

Wraz z pojęciem „aktywności” pojawia się pojęcie „aktywności indukowanej” (promieniotwórczość sztuczna). Występuje, gdy wolne neutrony (produkty wybuchu jądrowego lub reakcji jądrowej) są absorbowane przez jądra atomów substancji nieradioaktywnych i przekształcane w radioaktywny potas-28 i sód-24, które powstają głównie w glebie.

Tak więc stopień, głębokość i forma uszkodzeń popromiennych, które rozwijają się w obiektach biologicznych (w tym u ludzi) pod wpływem promieniowania, zależą od ilości pochłoniętej energii promieniowania (dawki).

Mechanizm działania promieniowania jonizującego

Podstawową cechą działania promieniowania jonizującego jest jego zdolność do przenikania do tkanek biologicznych, komórek, struktur subkomórkowych i powodowania jednoczesnej jonizacji atomów, uszkadzania ich w wyniku reakcji chemicznych. Zjonizowana może być dowolna cząsteczka, a co za tym idzie wszelkie strukturalne i funkcjonalne zniszczenia w komórkach somatycznych, mutacje genetyczne, wpływ na zarodek, choroba i śmierć człowieka.

Mechanizm tego efektu polega na absorpcji energii jonizacji przez organizm i zerwaniu wiązań chemicznych jego cząsteczek z wytworzeniem wysoce aktywnych związków, tzw. wolnych rodników.

Organizm człowieka składa się w 75% z wody, dlatego decydujące znaczenie będzie miał w tym przypadku pośredni wpływ promieniowania poprzez jonizację cząsteczki wody i późniejsze reakcje z wolnymi rodnikami. Podczas jonizacji cząsteczki wody powstaje dodatni jon HO i elektron, które po utracie energii mogą tworzyć ujemny jon HO. Oba te jony są niestabilne i rozkładają się na parę stabilnych jonów, które rekombinują (redukują) do tworzenia cząsteczki wody oraz dwóch wolnych rodników OH i H, charakteryzujących się wyjątkowo wysoką aktywnością chemiczną. Bezpośrednio lub poprzez łańcuch przemian wtórnych, takich jak tworzenie rodnika nadtlenkowego (uwodnionego tlenku wody), a następnie nadtlenku wodoru H O i innych aktywnych utleniaczy z grup OH i H, oddziałując z cząsteczkami białka, prowadzą głównie do destrukcji tkanek z powodu energicznych procesów utleniania. Jednocześnie jedna aktywna cząsteczka o wysokiej energii angażuje w reakcję tysiące cząsteczek żywej materii. W organizmie reakcje oksydacyjne zaczynają przeważać nad redukcyjnymi. Przychodzi zapłata za tlenową metodę bioenergii - nasycenie organizmu wolnym tlenem.

Wpływ promieniowania jonizującego na człowieka nie ogranicza się do zmian w strukturze cząsteczek wody. Zmienia się struktura atomów tworzących nasze ciało. Rezultatem jest zniszczenie jądra, organelli komórkowych i pęknięcie błony zewnętrznej. Ponieważ główną funkcją rosnących komórek jest zdolność do dzielenia się, ich utrata prowadzi do śmierci. W przypadku dojrzałych niedzielących się komórek zniszczenie powoduje utratę pewnych wyspecjalizowanych funkcji (wytwarzanie określonych produktów, rozpoznawanie obcych komórek, funkcje transportowe itp.). Następuje śmierć komórki wywołana promieniowaniem, która w przeciwieństwie do śmierci fizjologicznej jest nieodwracalna, ponieważ realizacja genetycznego programu końcowego różnicowania następuje w tym przypadku na tle wielu zmian w normalnym przebiegu procesów biochemicznych po napromienianiu.

Dodatkowo dodatkowy dopływ energii jonizacji do organizmu zaburza równowagę zachodzących w nim procesów energetycznych. W końcu obecność energii w materia organiczna zależy przede wszystkim nie od ich składu pierwiastkowego, ale od budowy, rozmieszczenia i charakteru wiązań atomów, tj. te elementy, które najłatwiej poddają się wpływowi energii.

Konsekwencje napromieniowania

Jednym z najwcześniejszych objawów napromieniania jest masowa śmierć komórek tkanki limfatycznej. Mówiąc obrazowo, komórki te jako pierwsze przejmują wpływ promieniowania. Śmierć limfoidów osłabia jeden z głównych systemów podtrzymywania życia organizmu – układ odpornościowy, ponieważ limfocyty to komórki, które są w stanie odpowiedzieć na pojawienie się obcych dla organizmu antygenów, wytwarzając przeciwko nim ściśle specyficzne przeciwciała.

W wyniku narażenia na energię promieniowania w małych dawkach w komórkach zachodzą zmiany w materiale genetycznym (mutacje), które zagrażają ich żywotności. W efekcie dochodzi do degradacji (uszkodzenia) DNA chromatyny (pęknięcia cząsteczek, uszkodzenia), które częściowo lub całkowicie blokują lub zaburzają funkcję genomu. Dochodzi do naruszenia naprawy DNA - jego zdolności do przywracania i leczenia uszkodzeń komórek wraz ze wzrostem temperatury ciała, narażeniem na substancje chemiczne itp.

Mutacje genetyczne w komórkach zarodkowych wpływają na życie i rozwój przyszłych pokoleń. Ten przypadek jest typowy, na przykład, gdy dana osoba została narażona na małe dawki promieniowania podczas ekspozycji w celach medycznych. Jest taka koncepcja – otrzymanie dawki 1 rem przez poprzednie pokolenie daje dodatkowe 0,02% anomalii genetycznych u potomstwa, czyli w 250 dzieci na milion. Te fakty i wieloletnie badania tych zjawisk doprowadziły naukowców do wniosku, że nie ma bezpiecznych dawek promieniowania.

Wpływ promieniowania jonizującego na geny komórek zarodkowych może powodować szkodliwe mutacje, które będą przekazywane z pokolenia na pokolenie, zwiększając „obciążenie mutacją” ludzkości. Stany zagrażające życiu to takie, które podwajają „obciążenie genetyczne”. Taka podwojona dawka to, zgodnie z wnioskami Komitetu Naukowego ONZ ds. Promieniowania Atomowego, dawka 30 rad dla ostrego narażenia i 10 rad dla przewlekłego narażenia (w okresie rozrodczym). Wraz ze wzrostem dawki wzrasta nie nasilenie, ale częstotliwość możliwych objawów.

Zmiany mutacyjne zachodzą również w organizmach roślinnych. W lasach dotkniętych opadem radioaktywnym w okolicach Czarnobyla w wyniku mutacji powstały nowe absurdalne gatunki roślin. Pojawiły się rdzawoczerwone lasy iglaste. Na polu pszenicy znajdującym się w pobliżu reaktora, dwa lata po wypadku, naukowcy odkryli około tysiąca różnych mutacji.

Wpływ na płód i płód z powodu ekspozycji matki w czasie ciąży. Radioczułość komórki zmienia się na różnych etapach procesu podziału (mitozy). Najbardziej wrażliwa komórka znajduje się pod koniec spoczynku i na początku pierwszego miesiąca podziału. Zygota, komórka embrionalna, która powstaje po fuzji plemnika z komórką jajową, jest szczególnie wrażliwa na promieniowanie. W tym przypadku rozwój zarodka w tym okresie i wpływ promieniowania, w tym promieniowania rentgenowskiego, można podzielić na trzy etapy.

Etap 1 - po zapłodnieniu i do dziewiątego dnia. Nowo powstały zarodek umiera pod wpływem promieniowania. Śmierć w większości przypadków pozostaje niezauważona.

Etap 2 - od dziewiątego dnia do szóstego tygodnia po zapłodnieniu. To jest okres formacji. narządy wewnętrzne i kończyny. Jednocześnie pod wpływem dawki napromieniowania 10 rem w zarodku pojawia się cały szereg defektów - rozdwojenie podniebienia, zatrzymanie rozwoju kończyn, naruszenie budowy mózgu itp. Jednocześnie możliwe jest opóźnienie wzrostu organizmu, co wyraża się zmniejszeniem wielkości ciała przy urodzeniu. Skutkiem narażenia matki w tym okresie ciąży może być również śmierć noworodka w momencie porodu lub jakiś czas po nim. Jednak narodziny żywego dziecka z poważnymi wadami są prawdopodobnie największym nieszczęściem, znacznie gorszym niż śmierć embrionu.

Etap 3 - ciąża po sześciu tygodniach. Dawki promieniowania otrzymane przez matkę powodują trwałe opóźnienie wzrostu organizmu. U napromieniowanej matki dziecko jest za małe przy urodzeniu i pozostaje poniżej średniej wzrostu przez całe życie. Możliwe są zmiany patologiczne w układzie nerwowym, hormonalnym itp. Wielu radiologów uważa, że Wielka szansa narodziny upośledzonego dziecka są podstawą do przerwania ciąży, jeżeli dawka, jaką otrzymał zarodek w ciągu pierwszych sześciu tygodni po zapłodnieniu, przekracza 10 rad. Taka dawka została zawarta w aktach prawnych niektórych krajów skandynawskich. Dla porównania, przy fluoroskopii żołądka, główne obszary szpiku kostnego, brzucha i klatki piersiowej otrzymują dawkę promieniowania 30-40 rad.

Czasami pojawia się problem praktyczny: kobieta przechodzi serię prześwietleń, w tym zdjęcia żołądka i miednicy, a następnie okazuje się, że jest w ciąży. Sytuacja pogarsza się, jeśli narażenie nastąpiło w pierwszych tygodniach po zapłodnieniu, kiedy ciąża może pozostać niezauważona. Jedynym rozwiązaniem tego problemu jest nie narażanie kobiety na promieniowanie w tym okresie. Można to osiągnąć, jeśli kobieta w wieku rozrodczym zostanie poddana prześwietleniu żołądka lub brzucha tylko w ciągu pierwszych dziesięciu dni po rozpoczęciu miesiączki, kiedy nie ma wątpliwości co do braku ciąży. W praktyce medycznej nazywa się to zasadą dziesięciu dni. W nagłych przypadkach zabiegi rentgenowskie nie mogą być odkładane na tygodnie lub miesiące, ale rozsądne jest, aby kobieta powiedziała lekarzowi o swojej możliwej ciąży przed wykonaniem zdjęcia rentgenowskiego.

Pod względem wrażliwości na promieniowanie jonizujące komórki i tkanki ludzkiego ciała nie są takie same.

Jądra należą do najbardziej wrażliwych narządów. Dawka 10-30 radów może zmniejszyć spermatogenezę w ciągu roku.

Układ odpornościowy jest bardzo wrażliwy na promieniowanie.

W układzie nerwowym najbardziej wrażliwa okazała się siatkówka oka, ponieważ podczas napromieniania obserwowano zaburzenia widzenia. Podczas radioterapii klatki piersiowej wystąpiły zaburzenia wrażliwości smakowej, a wielokrotne napromienianie dawkami 30-500 R zmniejszało wrażliwość dotykową.

Zmiany w komórkach somatycznych mogą przyczynić się do rozwoju raka. Guz nowotworowy pojawia się w organizmie w momencie, gdy komórka somatyczna, wymknąwszy się spod kontroli organizmu, zaczyna się gwałtownie dzielić. Przyczyną tego są mutacje w genach wywołane wielokrotnym lub silnym pojedynczym napromieniowaniem, prowadzące do tego, że komórki rakowe tracą zdolność do umierania przez fizjologiczną, a raczej zaprogramowaną śmierć, nawet w przypadku braku równowagi. Stają się niejako nieśmiertelni, nieustannie dzieląc, powiększając się i umierając tylko z braku składników odżywczych. W ten sposób guz rośnie. Szczególnie szybko rozwija się białaczka (rak krwi) – choroba związana z nadmiernym pojawianiem się w szpiku kostnym, a następnie we krwi wadliwych krwinek białych – leukocytów. Jednak w ostatnich latach stało się jasne, że związek między promieniowaniem a rakiem jest bardziej złożony niż wcześniej sądzono. Tak więc w specjalnym raporcie Japońsko-Amerykańskiego Stowarzyszenia Naukowców mówi się, że tylko niektóre rodzaje raka: guzy sutka i tarczycy, a także białaczka, rozwijają się w wyniku uszkodzenia popromiennego. Co więcej, doświadczenie Hiroszimy i Nagasaki wykazało, że rak tarczycy obserwuje się po napromieniowaniu 50 lub więcej radów. Rak piersi, na który umiera około 50% chorych, obserwuje się u kobiet, które wielokrotnie przeszły badania rtg.

Charakterystyczną cechą urazów popromiennych jest to, że urazom popromiennym towarzyszą ciężkie zaburzenia czynnościowe i wymagają kompleksowego i długotrwałego (ponad trzymiesięcznego) leczenia. Żywotność napromieniowanych tkanek jest znacznie zmniejszona. Ponadto powikłania pojawiają się wiele lat i dziesięcioleci po urazie. Tak więc wystąpiły przypadki wystąpienia łagodnych guzów 19 lat po napromienianiu, a rozwój napromienianego raka skóry i piersi u kobiet po 25-27 latach. Często urazy są wykrywane na tle lub po ekspozycji na dodatkowe czynniki o charakterze niepromieniowania (cukrzyca, miażdżyca, infekcja ropna, urazy termiczne lub chemiczne w strefie napromieniowania).

Należy również wziąć pod uwagę, że osoby, które przeżyły wypadek popromienny, doświadczają dodatkowego stresu przez kilka miesięcy, a nawet lat po nim. Taki stres może uruchomić mechanizm biologiczny, który prowadzi do pojawienia się chorób nowotworowych. Tak więc w Hiroszimie i Nagasaki poważną epidemię raka tarczycy zaobserwowano 10 lat po bombardowaniu atomowym.

Badania przeprowadzone przez radiologów na podstawie danych z katastrofy w Czarnobylu wskazują na obniżenie progu konsekwencji narażenia na promieniowanie. W ten sposób ustalono, że narażenie na 15 rem może powodować zaburzenia czynności układu odpornościowego. Nawet po otrzymaniu dawki 25 rem likwidatorzy wypadku wykazali spadek limfocytów krwi - przeciwciał przeciwko antygenom bakteryjnym, a przy 40 rem wzrasta prawdopodobieństwo powikłań infekcyjnych. Pod wpływem ciągłego napromieniania dawką od 15 do 50 rem często odnotowywano przypadki zaburzeń neurologicznych spowodowanych zmianami w strukturach mózgu. Ponadto zjawiska te obserwowano w długim okresie po napromienianiu.

Choroba popromienna

W zależności od dawki i czasu ekspozycji obserwuje się trzy stopnie choroby: ostry, podostry i przewlekły. W zmianach chorobowych (przy przyjmowaniu dużych dawek) z reguły występuje ostra choroba popromienna (ARS).

Istnieją cztery stopnie ARS:

Światło (100 - 200 rad). Okres początkowy - reakcja pierwotna, podobnie jak w ARS wszystkich innych stopni - charakteryzuje się napadami nudności. Występuje ból głowy, wymioty, ogólne złe samopoczucie, niewielki wzrost temperatury ciała, w większości przypadków - anoreksja (brak apetytu, aż do wstrętu do jedzenia), możliwe są powikłania infekcyjne. Reakcja pierwotna zachodzi 15-20 minut po napromieniowaniu. Jej objawy stopniowo zanikają po kilku godzinach lub dniach lub mogą być całkowicie nieobecne. Potem następuje okres utajony, tak zwany okres wyimaginowanego dobrego samopoczucia, którego czas trwania zależy od dawki promieniowania i ogólnego stanu organizmu (do 20 dni). W tym czasie erytrocyty wyczerpują swoją żywotność, przestając dostarczać tlen do komórek organizmu. Łagodny ARS jest uleczalny. Możliwe są negatywne konsekwencje - leukocytoza krwi, zaczerwienienie skóry, zmniejszona wydajność u 25% osób dotkniętych chorobą 1,5 - 2 godziny po ekspozycji. Wysoka zawartość hemoglobiny we krwi występuje w ciągu 1 roku od momentu narażenia. Okres rekonwalescencji trwa do trzech miesięcy. Duże znaczenie w tym przypadku ma postawa osobista i motywacja społeczna ofiary, a także jej racjonalne zatrudnienie;

Średnia (200 - 400 rad). Krótkie napady nudności, które mijają w ciągu 2-3 dni po napromieniowaniu. Okres utajony wynosi 10-15 dni (może być nieobecny), podczas którego leukocyty wytwarzane przez węzły chłonne umierają i przestają odrzucać infekcję, która dostaje się do organizmu. Płytki krwi przestają krzepnąć krew. Wszystko to wynika z faktu, że szpik kostny, węzły chłonne i śledziona zabite promieniowaniem nie wytwarzają nowych czerwonych krwinek, białych krwinek i płytek krwi w celu zastąpienia zużytych. Obrzęk skóry, pęcherze rozwijają się. Ten stan organizmu, zwany „zespołem szpiku kostnego”, prowadzi do śmierci 20% osób dotkniętych chorobą, do czego dochodzi w wyniku uszkodzenia tkanek narządów krwiotwórczych. Leczenie polega na odizolowaniu pacjentów od środowiska zewnętrznego, wprowadzeniu antybiotyków i transfuzji krwi. Młodzi i starsi mężczyźni są bardziej podatni na umiarkowane ARS niż mężczyźni i kobiety w średnim wieku. Niepełnosprawność występuje u 80% dotkniętych chorobą 0,5-1 godziny po napromieniowaniu, a po wyzdrowieniu pozostaje zmniejszona przez długi czas. Możliwy rozwój zaćmy oczu i miejscowych wad kończyn;

Ciężki (400 - 600 rad). Objawy charakterystyczne dla rozstroju przewodu pokarmowego: osłabienie, senność, utrata apetytu, nudności, wymioty, przedłużająca się biegunka. Ukryty okres może trwać od 1 do 5 dni. Po kilku dniach pojawiają się oznaki odwodnienia organizmu: utrata masy ciała, wyczerpanie i całkowite wyczerpanie. Zjawiska te są wynikiem obumierania kosmków ścian jelit, które wchłaniają składniki odżywcze z przychodzącego pożywienia. Ich komórki pod wpływem promieniowania ulegają sterylizacji i tracą zdolność do dzielenia się. Istnieją ogniska perforacji ścian żołądka, a bakterie dostają się do krwiobiegu z jelit. Istnieją pierwotne wrzody popromienne, ropne infekcje spowodowane oparzeniami popromiennymi. Utrata zdolności do pracy 0,5-1 godziny po napromieniowaniu obserwuje się u 100% ofiar. U 70% dotkniętych chorobą śmierć następuje miesiąc później z powodu odwodnienia organizmu i zatrucia żołądka (zespół żołądkowo-jelitowy), a także oparzeń popromiennych podczas napromieniania gamma;

Niezwykle ciężki (ponad 600 rad). W ciągu kilku minut po napromieniowaniu pojawiają się silne nudności i wymioty. Biegunka - 4-6 razy dziennie, w ciągu pierwszych 24 godzin - zaburzenia świadomości, obrzęk skóry, silne bóle głowy. Objawom tym towarzyszy dezorientacja, utrata koordynacji, trudności w połykaniu, rozstrój stolca, drgawki i ostatecznie śmierć. Bezpośrednią przyczyną zgonu jest zwiększenie ilości płynu w mózgu w wyniku jego uwolnienia z małych naczyń, co prowadzi do wzrostu ciśnienia śródczaszkowego. Ten stan nazywa się „zespołem zaburzeń ośrodkowego układu nerwowego”.

Należy zauważyć, że pochłonięta dawka, która powoduje uszkodzenie poszczególnych części ciała i śmierć, przekracza dawkę śmiertelną dla całego organizmu. Dawki śmiertelne dla poszczególnych części ciała są następujące: głowa - 2000 rad, podbrzusze - 3000 rad, Górna część brzuch - 5000 rad, klatka piersiowa - 10000 rad, kończyny - 20000 rad.

Osiągnięty dziś poziom skuteczności leczenia ARS uważany jest za granicę, gdyż opiera się na strategii pasywnej – nadziei na samoleczenie komórek w tkankach promieniowrażliwych (głównie szpiku i węzłach chłonnych), na wspomaganie innych układów organizmu , transfuzja płytek krwi, aby zapobiec krwotokowi, erytrocyty - aby zapobiec głodowi tlenu. Potem pozostaje tylko poczekać, aż zaczną działać wszystkie systemy odnowy komórkowej, a katastrofalne skutki narażenia na promieniowanie zostaną wyeliminowane. Wynik choroby określa się do końca 2-3 miesięcy. W takim przypadku mogą wystąpić: całkowite wyleczenie kliniczne ofiary; powrót do zdrowia, w którym jego zdolność do pracy w taki czy inny sposób będzie ograniczona; zły wynik z progresją choroby lub rozwojem powikłań prowadzących do śmierci.

Przeszczepienie zdrowego szpiku kostnego jest utrudnione przez konflikt immunologiczny, który jest szczególnie niebezpieczny w napromieniowanym organizmie, gdyż wyczerpuje i tak już osłabione siły odpornościowe. Rosyjscy naukowcy-radiolodzy oferują nowy sposób leczenie pacjentów z chorobą popromienną. Jeśli część szpiku kostnego zostanie odebrana napromieniowanej osobie, to w układzie krwiotwórczym po tej interwencji rozpoczynają się procesy wcześniejszej rekonwalescencji niż w naturalnym przebiegu zdarzeń. Pobrana część szpiku umieszczana jest w sztucznych warunkach, a następnie po pewnym czasie wraca do tego samego organizmu. Konflikt immunologiczny (odrzucenie) nie występuje.

Obecnie naukowcy pracują, a pierwsze wyniki uzyskano nad zastosowaniem farmaceutycznych radioprotektorów, które pozwalają osobie wytrzymać dawki promieniowania, które są w przybliżeniu dwukrotnością dawki śmiertelnej. Są to cysteina, cystamina, cystofos i szereg innych substancji zawierających grupy sulfidehydrylowe (SH) na końcu długiej cząsteczki. Substancje te, podobnie jak „zmiatacze”, usuwają powstałe w ten sposób wolne rodniki, które w dużej mierze odpowiadają za nasilanie procesów oksydacyjnych w organizmie. Jednak poważną wadą tych ochraniaczy jest konieczność dożylnego wprowadzenia go do organizmu, ponieważ dodana do nich grupa sulfidehydrylowa w celu zmniejszenia toksyczności ulega zniszczeniu w kwaśnym środowisku żołądka i ochraniacz traci swoje właściwości ochronne.

Promieniowanie jonizujące ma również negatywny wpływ na tłuszcze i lipody (substancje tłuszczopodobne) zawarte w organizmie. Napromienianie zaburza proces emulgowania i promocji tłuszczów w okolicy krypty błony śluzowej jelita. W efekcie do światła naczyń krwionośnych dostają się kropelki niezemulgowanego i grubo zemulgowanego tłuszczu, wchłoniętego przez organizm.

Wzrost utleniania kwasów tłuszczowych w wątrobie prowadzi przy niedoborze insuliny do wzmożonej ketogenezy wątrobowej, tj. Nadmiar wolnych kwasów tłuszczowych we krwi zmniejsza aktywność insuliny. A to z kolei prowadzi do rozpowszechnionej dziś choroby cukrzycy.

Najbardziej charakterystycznymi chorobami związanymi z uszkodzeniami popromiennymi są nowotwory złośliwe (tarczycy, narządów oddechowych, skóry, narządów krwiotwórczych), zaburzenia metaboliczne i immunologiczne, choroby układu oddechowego, powikłania ciąży, wady wrodzone, zaburzenia psychiczne.

Odzyskiwanie organizmu po napromienianiu jest procesem złożonym i przebiega nierównomiernie. Jeżeli przywrócenie erytrocytów i limfocytów we krwi rozpocznie się po 7-9 miesiącach, to przywrócenie leukocytów - po 4 latach. Na czas trwania tego procesu wpływa nie tylko promieniowanie, ale także czynniki psychogenne, społeczne, domowe, zawodowe i inne okresu popromiennego, które można połączyć w jedną koncepcję „jakości życia” jako najbardziej pojemną i w pełni oddając charakter interakcji człowieka z biologicznymi czynnikami środowiskowymi, warunkami społecznymi i ekonomicznymi.

Zapewnienie bezpieczeństwa podczas pracy z promieniowaniem jonizującym

Przy organizacji pracy stosuje się następujące podstawowe zasady zapewnienia bezpieczeństwa radiacyjnego: dobór lub zmniejszenie mocy źródła do wartości minimalnych; skrócenie czasu pracy ze źródłami; zwiększenie odległości od źródła do pracownika; ekranowanie źródeł promieniowania materiałami, które pochłaniają lub tłumią promieniowanie jonizujące.

W pomieszczeniach, w których prowadzone są prace z substancjami promieniotwórczymi i urządzeniami radioizotopowymi, monitorowane jest natężenie różnych rodzajów promieniowania. Pomieszczenia te powinny być odizolowane od innych pomieszczeń oraz wyposażone w wentylację nawiewno-wywiewną. Inni środki zbiorowe ochrona przed promieniowaniem jonizującym zgodnie z GOST 12.4.120 to stacjonarne i mobilne ekrany ochronne, specjalne pojemniki do transportu i przechowywania źródeł promieniowania, a także do zbierania i przechowywania odpadów radioaktywnych, sejfy ochronne i pudełka.

Stacjonarne i mobilne ekrany ochronne mają na celu obniżenie poziomu promieniowania w miejscu pracy do akceptowalnego poziomu. Ochronę przed promieniowaniem alfa uzyskuje się stosując pleksiglas o grubości kilku milimetrów. W celu ochrony przed promieniowaniem beta ekrany wykonane są z aluminium lub plexi. Woda, parafina, beryl, grafit, związki boru i beton chronią przed promieniowaniem neutronowym. Ołów i beton chronią przed promieniowaniem rentgenowskim i gamma. Szkło ołowiowe służy do oglądania okien.

Podczas pracy z radionuklidami należy nosić odzież ochronną. W przypadku zanieczyszczenia pomieszczenia pracy izotopami promieniotwórczymi, na bawełniane kombinezony należy założyć odzież foliową: szlafrok, garnitur, fartuch, spodnie, rękawy.

Odzież foliowa jest wykonana z tworzyw sztucznych lub gumowych tkanin, które można łatwo wyczyścić z skażenia radioaktywnego. W przypadku odzieży foliowej należy zapewnić możliwość doprowadzenia powietrza pod kombinezon.

Zestawy odzieży roboczej obejmują maski oddechowe, kaski powietrzne i inny sprzęt ochrony osobistej. W celu ochrony oczu należy używać gogli z okularami zawierającymi fosforan wolframu lub ołów. Podczas używania środków ochrony indywidualnej należy ściśle przestrzegać kolejności zakładania i zdejmowania oraz kontroli dozymetrycznej.

Więcej z sekcji Bezpieczeństwo życia:

• Test: Polityka państwa w zakresie ochrony pracy

promieniowanie jonizujące powoduje łańcuch odwracalnych i nieodwracalnych zmian w organizmie. Mechanizm wyzwalający oddziaływania to procesy jonizacji i wzbudzania atomów i cząsteczek w tkankach. Dysocjacja złożonych cząsteczek w wyniku zerwania wiązań chemicznych jest bezpośrednim efektem promieniowania. Ważną rolę w powstawaniu efektów biologicznych odgrywają zmiany radiacyjno-chemiczne wywołane przez produkty radiolizy wody. Wolne rodniki wodoru i grupy hydroksylowej, wykazując wysoką aktywność, wchodzą w reakcje chemiczne z cząsteczkami białek, enzymami i innymi elementami tkanki biologicznej, co prowadzi do zakłócenia procesów biochemicznych w organizmie. W efekcie zaburzone zostają procesy metaboliczne, wzrost tkanek spowalnia i zatrzymuje się, pojawiają się nowe związki chemiczne, które nie są charakterystyczne dla organizmu. Prowadzi to do zakłócenia czynności poszczególnych funkcji i układów organizmu.

Reakcje chemiczne indukowane przez wolne rodniki rozwijają się z dużą wydajnością, obejmując setki i tysiące cząsteczek, które nie są zaangażowane w promieniowanie. Na tym polega specyfika działania promieniowania jonizującego na obiekty biologiczne. Efekty rozwijają się w różnym czasie: od kilku sekund do wielu godzin, dni, lat.

Promieniowanie jonizujące w kontakcie z ludzkim organizmem może powodować dwa rodzaje skutków, które medycyna kliniczna odnosi do chorób: deterministyczne efekty progowe (choroba popromienna, oparzenie popromienne, zaćma popromienna, niepłodność popromienna, anomalie w rozwoju płodu itp.) i stochastyczne (probabilistyczne) efekty bezprogowe ( nowotwory złośliwe, białaczka, choroby dziedziczne).

Zmiany ostre rozwijają się po jednokrotnym, równomiernym napromieniowaniu całego ciała promieniowaniem gamma i pochłoniętej dawce powyżej 0,5 Gy. Przy dawce 0,25-0,5 Gy można zaobserwować przejściowe zmiany we krwi, które szybko się normalizują. W zakresie dawek 0,5-1,5 Gy pojawia się uczucie zmęczenia, mniej niż 10% narażonych osób może doświadczyć wymiotów, umiarkowanych zmian we krwi. Przy dawce 1,5-2,0 Gy obserwuje się łagodną postać ostrej choroby popromiennej, która objawia się przedłużającą się limfopenią, w 30-50% przypadków - wymiotami pierwszego dnia po napromienianiu. Zgony nie są rejestrowane.

Choroba popromienna o umiarkowanym nasileniu występuje po dawce 2,5-4,0 Gy. Prawie wszyscy napromieniowani ludzie doświadczają nudności, wymiotów pierwszego dnia, gwałtownego spadku zawartości leukocytów we krwi, pojawiają się krwotoki podskórne, w 20% przypadków możliwy jest zgon, śmierć następuje 2-6 tygodni po napromieniowaniu. Przy dawce 4,0-6,0 Gy rozwija się ciężka postać choroby popromiennej, która w 50% przypadków prowadzi do zgonu w ciągu pierwszego miesiąca. Przy dawkach przekraczających 6,0 Gy rozwija się niezwykle ciężka postać choroby popromiennej, która w prawie 100% przypadków kończy się śmiercią z powodu krwotoku lub chorób zakaźnych. Podane dane dotyczą przypadków, w których nie ma leczenia. Obecnie istnieje szereg środków przeciwpromiennych, które przy kompleksowym leczeniu pozwalają wykluczyć śmiertelne skutki przy dawkach około 10 Gy.

Przewlekła choroba popromienna może rozwinąć się przy ciągłej lub powtarzanej ekspozycji na dawki znacznie niższe niż te, które powodują ostrą postać. Najbardziej charakterystycznymi objawami przewlekłej choroby popromiennej są zmiany we krwi, szereg objawów ze strony układu nerwowego, miejscowe zmiany skórne, uszkodzenia soczewki, pneumoskleroza (z inhalacją plutonu-239) oraz zmniejszenie immunoreaktywności organizmu.

Stopień narażenia na promieniowanie zależy od tego, czy narażenie jest zewnętrzne (gdy izotop promieniotwórczy dostanie się do organizmu), czy też wewnętrzne. Narażenie wewnętrzne jest możliwe poprzez wdychanie, spożycie radioizotopów i ich przenikanie do organizmu przez skórę.

Niektóre substancje radioaktywne są absorbowane i gromadzone w określonych narządach, co skutkuje wysokimi lokalnymi dawkami promieniowania. Wapń, rad, stront itp. gromadzą się w kościach, izotopy jodu powodują uszkodzenie tarczycy, pierwiastki ziem rzadkich powodują głównie guzy wątroby. Izotopy cezu i rubidu są rozmieszczone równomiernie, powodując ucisk hematopoezy, zanik jąder i guzy tkanek miękkich. Z napromieniowaniem wewnętrznym najniebezpieczniejsze izotopy polonu i plutonu emitujące promieniowanie alfa.

Zdolność do wywoływania długotrwałych konsekwencji: białaczki, nowotwory złośliwe, wczesne starzenie się jest jedną z podstępnych właściwości promieniowania jonizującego.

Higieniczna regulacja promieniowania jonizującego jest przeprowadzane przez Normy Bezpieczeństwa Radiacyjnego NRB-99 (Przepisy Sanitarne SP 2.6.1.758-99). Główne limity narażenia na dawkę i dopuszczalne poziomy są ustalone dla następujących kategorii osób narażonych:

• - personel - osoby pracujące ze źródłami technogenicznymi (grupa A) lub które ze względu na warunki pracy znajdują się w strefie ich wpływu (grupa B);
• - całą populację, w tym osoby z personelu, poza zakresem i warunkami ich działalności produkcyjnej.

Dla kategorii osób narażonych ustala się trzy klasy standardów: główne limity dawki - PD (tabela 3.13), dopuszczalne poziomy odpowiadające głównym limitom dawki i poziomy kontrolne.

Tabela 3.13. Podstawowe limity dawki (wyciąg z NRB-99)

* W przypadku osób z grupy B wszystkie dawki graniczne nie powinny przekraczać 0,25 dawki granicznej grupy A.

Dawka równoważna NT n - pochłonięta dawka w narządzie lub tkance Od n, pomnożone przez odpowiedni współczynnik ważenia dla tego promieniowania UYA:

Równoważną jednostką dawki jest J o kg-1, która ma specjalną nazwę - siwert (Sv).

Wartość Ng dla fotonów, elektronów i mionów o dowolnej energii wynosi 1, dla cząstek a, fragmentów rozszczepienia, ciężkich jąder - 20.

Skuteczna dawka - wartość stosowana jako miara ryzyka długotrwałych skutków napromieniania całego ciała ludzkiego i poszczególnych jego narządów, z uwzględnieniem ich promieniowrażliwości. Jest to suma produktów równoważnej dawki w narządzie NxT do odpowiedniego współczynnika wagowego dla danego narządu lub tkanki ]¥t:

gdzie NxT- równoważna dawka w tkance G w czasie t.

Jednostka miary dawki skutecznej jest taka sama jak dawki ekwiwalentnej, - J o kg "(siwert).

Poniżej podano wartości Y/y dla poszczególnych typów tkanek i narządów.

Rodzaj tkanki, narządu: ¥t

gonady ................................................. ...................................................0,2

Szpik kostny................................................ ..............................0,12

wątroba, gruczoł sutkowy, tarczyca ................. 0,05

Skórzany................................................. ............................................. 0,01

Podstawowe limity dawek ekspozycyjnych nie obejmują dawek pochodzących z narażenia naturalnego i medycznego, a także dawek wynikających z wypadków radiacyjnych. Te rodzaje ekspozycji podlegają specjalnym ograniczeniom.

Skuteczna dawka dla personelu nie powinna przekraczać w tym okresie aktywność zawodowa(50 lat) 1000 mSv, a dla populacji w okresie życia (70 lat) 7 mSv.

W tabeli. 3.14 pokazuje wartości dopuszczalnego skażenia promieniotwórczego powierzchni roboczych, skóry, kombinezonów, obuwia, środków ochrony indywidualnej dla personelu.

Tabela 3.14. Dopuszczalne poziomy skażenia promieniotwórczego powierzchni roboczych, skóry, kombinezonów, specjalnego obuwia i środków ochrony indywidualnej, część / (cm-1 - min) (wyciąg z NRB-99)