A radiação ionizante afeta o corpo. Os benefícios e malefícios da radiação radioativa

O efeito da radiação ionizante no corpo

O principal efeito de todas as radiações ionizantes no corpo se reduz à ionização dos tecidos dos órgãos e sistemas que estão expostos à sua irradiação. As cobranças adquiridas em decorrência disso provocam o aparecimento de cobranças incomuns para o estado normal. reações oxidativas nas células, o que, por sua vez, causa uma série de respostas. Assim, nos tecidos irradiados de um organismo vivo, ocorre uma série de reações em cadeia que perturbam o estado funcional normal de órgãos individuais, sistemas e do organismo como um todo. Supõe-se que, como resultado de tais reações, se formem nos tecidos do corpo produtos prejudiciais à saúde - toxinas, que têm um efeito adverso.

Ao trabalhar com produtos que contenham radiação ionizante, as vias de exposição a esta podem ser duas: por irradiação externa e interna. A exposição externa pode ocorrer ao trabalhar em aceleradores, máquinas de raios X e outras instalações que emitem nêutrons e raios X, bem como ao trabalhar com fontes radioativas seladas, ou seja elementos radioativos, seladas em vidro ou outras ampolas cegas, se estas permanecerem intactas. Fontes de radiação beta e gama podem representar riscos de exposição externos e internos. a radiação alfa é praticamente perigosa apenas durante a irradiação interna, pois devido à baixíssima capacidade de penetração e ao curto alcance das partículas alfa em ambiente aéreo uma pequena distância da fonte de radiação ou uma leve blindagem elimina o perigo de radiação externa.

Durante a irradiação externa por raios com significativo poder de penetração, a ionização ocorre não apenas na superfície irradiada da pele e outros tegumentos, mas também em tecidos, órgãos e sistemas mais profundos. O período de exposição externa direta à radiação ionizante - exposição - é determinado pelo tempo de irradiação.

A exposição interna ocorre quando substâncias radioativas entram no corpo, o que pode ocorrer ao inalar vapores, gases e aerossóis de substâncias radioativas, introduzindo-as no trato digestivo ou entrando na corrente sanguínea (em casos de contaminação de pele e mucosas danificadas). A irradiação interna é mais perigosa, pois, em primeiro lugar, em contato direto com os tecidos, mesmo a radiação de baixas energias e com mínima capacidade de penetração ainda afeta esses tecidos; em segundo lugar, quando uma substância radioativa está no corpo, a duração de sua influência (exposição) não se limita ao tempo de trabalho direto com as fontes, mas continua continuamente até sua completa decadência ou remoção do corpo. Além disso, quando ingeridas, algumas substâncias radioativas, possuindo certas propriedades tóxicas, além da ionização, apresentam efeito tóxico local ou geral (ver “Produtos químicos nocivos”).

No corpo, as substâncias radioativas, como todos os outros produtos, são transportadas pela corrente sanguínea para todos os órgãos e sistemas, após o que são parcialmente excretadas do corpo através dos sistemas excretores (trato gastrointestinal, rins, glândulas sudoríparas e mamárias, etc.) , e alguns deles se depositam em determinados órgãos e sistemas, exercendo sobre eles um efeito preferencial e mais pronunciado. Algumas substâncias radioativas (por exemplo, sódio - Na 24) são distribuídas de maneira relativamente uniforme por todo o corpo. A deposição predominante de várias substâncias em certos órgãos e sistemas é determinada pelas propriedades físico-químicas e pelas funções desses órgãos e sistemas.

Um complexo de mudanças persistentes no corpo sob a influência da radiação ionizante é chamado de doença da radiação. A doença da radiação pode se desenvolver como resultado da exposição crônica à radiação ionizante e da exposição de curto prazo a doses significativas. É caracterizada principalmente por mudanças no centro sistema nervoso(estado de depressão, tonturas, náuseas, fraqueza geral, etc.), sangue e órgãos hematopoiéticos, vasos sanguíneos (hematomas devido à fragilidade dos vasos sanguíneos), glândulas endócrinas.

A radiação ionizante é radiação eletromagnética, que é criado durante o decaimento radioativo, transformações nucleares, inibição de partículas carregadas na matéria e forma íons de diferentes sinais ao interagir com o meio ambiente.

Interação com matéria de partículas carregadas, raios gama e raios X. Partículas corpusculares de origem nuclear (-partes, -partículas, nêutrons, prótons, etc.), bem como a radiação de fótons (quanta e raios X e bremsstrahlung) possuem energia cinética significativa. Interagindo com a matéria, eles perdem essa energia principalmente como resultado de interações elásticas com núcleos atômicos ou elétrons (como acontece durante a interação de bolas de bilhar), dando-lhes toda ou parte de sua energia para excitar átomos (ou seja, transferência de um elétron de um mais próximo da órbita mais distante do núcleo), bem como na ionização de átomos ou moléculas do meio (ou seja, a separação de um ou mais elétrons dos átomos)

A interação elástica é característica de partículas neutras (trons) e fótons sem carga. Neste caso, o nêutron, interagindo com os átomos, pode, de acordo com as leis da mecânica clássica, transferir uma parte da energia proporcional às massas das partículas em colisão. Se for um átomo pesado, apenas parte da energia será transferida. Se for um átomo de hidrogênio, igual à massa nêutron, então toda a energia é transferida. Nesse caso, o nêutron desacelera para energias térmicas da ordem de frações de um volt elétrico e depois entra em reações nucleares. Ao atingir um átomo, um nêutron pode transferir para ele uma quantidade de energia suficiente para o núcleo “saltar” da camada eletrônica. Nesse caso, forma-se uma partícula carregada com velocidade significativa, capaz de ionizar o meio.

A interação com matéria e fóton é semelhante. Não é capaz de ionizar o meio por si só, mas elimina elétrons do átomo, que ionizam o meio. A radiação de nêutrons e fótons é classificada como radiação ionizante indireta.

Partículas carregadas (- e -partículas), prótons e outros são capazes de ionizar o meio devido à interação com o campo elétrico do átomo e o campo elétrico do núcleo. Nesse caso, as partículas carregadas são desaceleradas e desviadas da direção de seu movimento, emitindo radiação Bremsstrahlung, um dos tipos de radiação de fótons.

Partículas carregadas podem, devido a interações inelásticas, transferir para os átomos do meio uma quantidade de energia insuficiente para a ionização. Nesse caso, os átomos são formados em estado excitado, que transferem essa energia para outros átomos, ou emitem quanta de radiação característica, ou, ao colidirem com outros átomos excitados, podem receber energia suficiente para ionizar os átomos.

Via de regra, quando a radiação interage com substâncias, ocorrem todos os três tipos de consequências dessa interação: colisão elástica, excitação e ionização. Usando o exemplo da interação dos elétrons com a matéria na Tabela. A Figura 3.15 mostra a participação relativa e a energia perdida por eles em vários processos de interação.

Tabela 3.15

Participação relativa de energia perdida pelos elétrons como resultado de vários processos de interação, %

O processo de ionização é o efeito mais importante no qual se baseiam quase todos os métodos de dosimetria da radiação nuclear, especialmente da radiação ionizante indireta.

Durante o processo de ionização, duas partículas carregadas são formadas: um íon positivo (ou um átomo que perdeu um elétron de sua camada externa) e um elétron livre. A cada interação, um ou mais elétrons podem ser removidos.

O verdadeiro trabalho de ionização de um átomo é 10...17 eV, ou seja, Esta é a quantidade de energia necessária para remover um elétron de um átomo. Foi estabelecido experimentalmente que a energia transferida para a formação de um par de íons no ar é em média 35 eV para partículas e 34 eV para elétrons, e aproximadamente 33 eV para matéria de tecido biológico. A diferença é determinada da seguinte forma. A energia média usada para formar um par de íons é determinada experimentalmente como a razão entre a energia da partícula primária e o número médio de pares de íons formados por uma partícula ao longo de todo o seu caminho. Como as partículas carregadas gastam sua energia nos processos de excitação e ionização, o valor experimental da energia de ionização inclui todos os tipos de perdas de energia associadas à formação de um par de íons. Confirmação experimental o que foi dito é mesa. 3.14.

Doses de radiação. Quando a radiação ionizante passa por uma substância, ela é afetada apenas pela parte da energia da radiação que é transferida para a substância e por ela absorvida. A porção de energia transferida por radiação para uma substância é chamada de dose.

Características quantitativas de interação radiação ionizante com a substância é a dose absorvida. Dose absorvida D (J/kg) é a razão entre a energia média He transferida por radiação ionizante para uma substância em um volume elementar e a unidade de massa dm da substância neste volume

No sistema SI, a unidade de dose absorvida é o gray (Gy), em homenagem ao físico e radiobiólogo inglês L. Gray. 1 Gy corresponde à absorção em média de 1 J de energia de radiação ionizante numa massa de matéria igual a 1 kg. 1 Gy = 1 Jkg -1.

Dose equivalente H - dose absorvida em um órgão ou tecido multiplicada pelo fator de ponderação apropriado para uma determinada radiação, W R

onde D T,R é a dose média absorvida em um órgão ou tecido T, WR é o fator de ponderação da radiação R. Se o campo de radiação consiste em várias radiações com diferentes valores de WR, a dose equivalente é determinada como:

A unidade de medida para dose equivalente é Jkg. -1, que possui um nome especial sievert (Sv).

A dose eficaz E é um valor utilizado como medida da ocorrência das consequências a longo prazo da irradiação de todo o corpo humano e dos seus órgãos individuais, tendo em conta a sua radiossensibilidade. Representa a soma dos produtos da dose equivalente em um órgão pelo coeficiente correspondente para um determinado órgão ou tecido:

onde é a dose equivalente no tecido T ao longo do tempo, e WT é o fator de ponderação para o tecido T. A unidade de medida da dose efetiva é Jkg -1, que tem um nome especial - sievert (Sv).

A dose coletiva efetiva S é um valor que determina o efeito total da radiação sobre um grupo de pessoas, definido como:

onde está a dose efetiva média i-ésimo subgrupo grupos de pessoas - o número de pessoas em um subgrupo.

A unidade de medida da dose coletiva efetiva é man-sievert (man-Sv).

O mecanismo de ação biológica da radiação ionizante. O efeito biológico da radiação em um organismo vivo começa em nível celular. Um organismo vivo consiste em células. Uma célula animal consiste em uma membrana celular que envolve uma massa gelatinosa - o citoplasma, que contém um núcleo mais denso. O citoplasma consiste em compostos orgânicos proteína na natureza, formando uma rede espacial, cujas células são preenchidas com água, sais dissolvidos nela e moléculas relativamente pequenas de lipídios - substâncias com propriedades semelhantes às gorduras. O núcleo é considerado o elemento vital mais sensível parte importante células e seus principais elementos estruturais são cromossomos. A estrutura dos cromossomos é baseada na molécula de ácido dioxirribonucléico (DNA), que contém as informações hereditárias do organismo. Seções individuais de DNA responsáveis ​​pela formação de uma determinada característica elementar são chamadas de genes ou “blocos de construção da hereditariedade”. Os genes estão localizados nos cromossomos em uma ordem estritamente definida, e cada organismo possui um conjunto específico de cromossomos em cada célula. Nos humanos, cada célula contém 23 pares de cromossomos. Durante a divisão celular (mitose), os cromossomos são duplicados e organizados em uma determinada ordem nas células-filhas.

A radiação ionizante causa a quebra dos cromossomos (aberrações cromossômicas), seguida pela união das pontas quebradas em novas combinações. Isso leva a uma mudança no aparato genético e à formação de células-filhas diferentes das originais. Se ocorrerem aberrações cromossômicas persistentes nas células germinativas, isso leva a mutações, ou seja, o aparecimento de descendentes com outras características em indivíduos irradiados. As mutações são úteis se levarem ao aumento da vitalidade do organismo, e prejudiciais se se manifestarem na forma de vários defeitos de nascença. A prática mostra que quando exposto à radiação ionizante, a probabilidade de ocorrência de mutações benéficas é baixa.

No entanto, em qualquer célula, são encontrados processos de operação contínua para corrigir danos químicos nas moléculas de DNA. Descobriu-se também que o DNA é bastante resistente a rupturas causadas pela radiação. É necessário fazer sete destruições da estrutura do DNA para que ela não possa mais ser restaurada, ou seja, somente neste caso ocorre a mutação. Com menos quebras, o DNA é restaurado à sua forma original. Isso indica a alta resistência dos genes em relação às influências externas, incluindo a radiação ionizante.

A destruição de moléculas vitais para o corpo é possível não só através da sua destruição direta pela radiação ionizante (teoria do alvo), mas também através da ação indireta, quando a própria molécula não absorve diretamente a energia da radiação, mas a recebe de outra molécula (solvente) , que inicialmente absorveu essa energia. Neste caso, o efeito da radiação se deve à influência secundária dos produtos da radiólise (decomposição) do solvente nas moléculas de DNA. Este mecanismo é explicado pela teoria dos radicais. Golpes diretos repetidos de partículas ionizantes na molécula de DNA, especialmente em suas áreas sensíveis - os genes, podem causar sua desintegração. No entanto, a probabilidade de tais acertos é menor do que a das moléculas de água, que servem como principal solvente na célula. Portanto, radiólise da água, ou seja, o decaimento sob a influência da radiação nos radicais hidrogênio (H e hidroxila (OH) com a subsequente formação de hidrogênio molecular e peróxido de hidrogênio é de suma importância nos processos radiobiológicos. A presença de oxigênio no sistema potencializa esses processos. Com base na teoria dos radicais, os íons desempenham um papel importante no desenvolvimento de mudanças biológicas e radicais que são formados na água ao longo da trajetória das partículas ionizantes.

Alta capacidade dos radicais de entrar em reações químicas determina os processos de sua interação com moléculas biologicamente importantes localizadas nas proximidades delas. Nessas reações, as estruturas das substâncias biológicas são destruídas, o que, por sua vez, leva a mudanças nos processos biológicos, incluindo os processos de formação de novas células.

Consequências da exposição humana à radiação ionizante. Quando ocorre uma mutação em uma célula, ela se espalha para todas as células do novo organismo formado pela divisão. Além dos efeitos genéticos que podem afetar as gerações subsequentes (deformidades congênitas), também são observados os chamados efeitos somáticos (corporais), que são perigosos não apenas para o próprio organismo (mutação somática), mas também para seus descendentes. Uma mutação somática se estende apenas a um determinado círculo de células formadas pela divisão normal de uma célula primária que sofreu uma mutação.

O dano somático ao corpo por radiação ionizante é o resultado do efeito da radiação em um grande complexo - grupos de células que formam certos tecidos ou órgãos. A radiação inibe ou até interrompe completamente o processo de divisão celular, no qual sua vida realmente se manifesta, e uma radiação forte o suficiente acaba matando as células. O efeito destrutivo da radiação é especialmente perceptível nos tecidos jovens. Esta circunstância é usada, em particular, para proteger o corpo de tumores malignos (por exemplo, tumores cancerígenos), que são destruídos sob a influência da radiação ionizante muito mais rapidamente do que as células benignas. Os efeitos somáticos incluem danos locais à pele (queimadura de radiação), catarata ocular (turvação do cristalino), danos aos órgãos genitais (esterilização de curto prazo ou permanente), etc.

Ao contrário dos somáticos, os efeitos genéticos da radiação são difíceis de detectar, pois atuam sobre um pequeno número de células e possuem um longo período latente, medido em dezenas de anos após a irradiação. Este perigo existe mesmo com radiações muito fracas, que, embora não destruam as células, podem causar mutações cromossômicas e alterações propriedades hereditárias. A maioria dessas mutações aparece apenas quando o embrião recebe cromossomos de ambos os pais que são danificados da mesma forma. Os resultados das mutações, incluindo a mortalidade por efeitos hereditários - a chamada morte genética, foram observados muito antes de as pessoas começarem a construir reatores nucleares e a usar arma nuclear. As mutações podem ser causadas por raios cósmicos, bem como pela radiação natural de fundo da Terra, que, segundo especialistas, é responsável por 1% das mutações humanas.

Foi estabelecido que não existe um nível mínimo de radiação abaixo do qual a mutação não ocorre. O número total de mutações causadas pela radiação ionizante é proporcional ao tamanho da população e à dose média de radiação. A manifestação dos efeitos genéticos depende pouco da taxa de dose, mas é determinada pela dose total acumulada, independentemente de ter sido recebida em 1 dia ou em 50 anos. Acredita-se que os efeitos genéticos não tenham limite de dose. Os efeitos genéticos são determinados apenas pela dose coletiva efetiva de man-sievert (pessoa-Sv), e a detecção do efeito em um indivíduo é praticamente imprevisível.

Ao contrário dos efeitos genéticos, que são causados ​​​​por pequenas doses de radiação, os efeitos somáticos sempre começam a partir de uma determinada dose limite: em doses mais baixas, não ocorrem danos ao corpo. Outra diferença entre dano somático e dano genético é que o corpo é capaz de superar os efeitos da radiação ao longo do tempo, enquanto o dano celular é irreversível.

Os valores de algumas doses e efeitos da radiação no corpo são apresentados na Tabela. 3.16.

Tabela 3.16

Exposição à radiação e efeitos biológicos relacionados

Observação. О - irradiação corporal total; L - irradiação local; SD 50 é uma dose que leva a 50% de mortalidade entre pessoas expostas à radiação.

Padronização da exposição às radiações ionizantes. Às principais normas legais da área segurança contra radiação incluem Normas de Segurança Radiológica (NRB-99). O documento pertence à categoria de normas sanitárias (SP 2.6.1.758-99), aprovadas pelo Médico Sanitário Estadual Federação Russa 2 de julho de 1999

Os padrões de segurança radiológica incluem termos e definições que devem ser usados ​​na solução de problemas de segurança radiológica. Estabelecem também três classes de padrões: limites básicos de dose; níveis permitidos, que são derivados de limites de dose; limites de ingestão anual, ingestão média anual volumétrica admissível, atividades específicas, níveis admissíveis de contaminação das superfícies de trabalho, etc.; níveis de controle.

A regulação da radiação ionizante é determinada pela natureza do impacto da radiação ionizante no corpo humano. Neste caso, distinguem-se dois tipos de efeitos relacionados a doenças na prática médica: efeitos de limiar determinísticos (doença de radiação, queimadura de radiação, catarata por radiação, anomalias de desenvolvimento fetal, etc.) e efeitos estocásticos (probabilísticos) sem limiar ( Tumores malignos, leucemia, doenças hereditárias).

Garantir a segurança contra radiação é determinado pelos seguintes princípios básicos:

• 1. O princípio do racionamento é não ultrapassar os limites permitidos de doses individuais de exposição aos cidadãos a todas as fontes de radiação ionizante.
• 2. O princípio da justificação é a proibição de todos os tipos de atividades que envolvam a utilização de fontes de radiação ionizante, em que o benefício obtido para o homem e a sociedade não exceda o risco de possíveis danos causados, além da exposição natural à radiação de fundo.
• 3. O princípio da otimização - manutenção ao nível mais baixo possível e alcançável, tendo em conta a economia e fatores sociais doses individuais de radiação e o número de pessoas expostas ao usar qualquer fonte de radiação ionizante.

Para efeitos de avaliação socioeconómica do impacto das radiações ionizantes nas pessoas, para calcular as probabilidades de perdas e justificar os custos da protecção radiológica na implementação do princípio de optimização NRB-99, é introduzido que a exposição a uma dose efectiva colectiva de 1 pessoa-Sv leva à perda de 1 pessoa-ano de vida da população.

A NRB -- 99 introduz os conceitos de risco individual e coletivo, e também determina o valor do valor máximo do nível de risco insignificante de exposição à radiação. De acordo com essas normas, o risco individual e coletivo de efeitos estocásticos (probabilísticos) ao longo da vida é determinado em conformidade

onde r, R são riscos individuais e coletivos ao longo da vida, respectivamente; E – dose efetiva individual; -- probabilidade do i-ésimo indivíduo receber uma dose efetiva anual de E a E + dE; r E - coeficiente de risco ao longo da vida de redução na duração de um período de vida completo em uma média de 15 anos, um efeito estocástico (de câncer fatal, efeitos hereditários graves e câncer não fatal, reduzido em danos às consequências do câncer fatal ), igual

para exposição ocupacional:

1/pessoa-Sv em mSv/ano

1/pessoa-Sv em mSv/ano

para exposição pública:

1/pessoa-Sv em mSv/ano;

1/pessoa-Sv em mSv/ano

Para efeitos de segurança radiológica quando exposto à radiação durante todo o ano, o risco individual de redução da duração de uma vida plena como resultado da ocorrência de consequências graves de efeitos determinísticos é conservadoramente assumido como sendo igual a:

onde é a probabilidade do i-ésimo indivíduo ser irradiado com dose maior que D ao manusear uma fonte durante o ano; D é a dose limite para um efeito determinístico.

A exposição potencial de um grupo de N indivíduos é justificada se

onde é a redução média da duração de uma vida plena em decorrência da ocorrência de efeitos estocásticos, igual a 15 anos; - redução média da duração de uma vida plena em decorrência da ocorrência de consequências graves de efeitos determinísticos, igual a 45 anos; -- equivalente monetário à perda de 1 pessoa-ano de vida da população; V-- renda da produção; P – custos de produção principal, excluindo danos de proteção; Y – dano causado pela proteção.

A NRB-99 enfatiza que a redução do risco ao nível mais baixo possível (otimização) deve ser realizada tendo em conta duas circunstâncias:

• - o limite de risco regula a exposição potencial de todas as fontes possíveis. Portanto, para cada fonte durante a otimização é estabelecido um limite de risco;
• - ao reduzir o risco de exposição potencial, existe um nível mínimo de risco abaixo do qual o risco é considerado insignificante e uma redução adicional do risco é inadequada.

O limite de risco individual para a exposição humana do pessoal é assumido como 1,010 -3 por 1 ano, e para a população 5,010 -5 por 1 ano.

O nível de risco insignificante separa a área de otimização de risco e a área de risco incondicionalmente aceitável e é 10 -6 por 1 ano.

A NRB-99 introduz as seguintes categorias de pessoas expostas:

• - pessoal e pessoas que trabalham com fontes artificiais (grupo A) ou que, pelas condições de trabalho, se encontram na sua esfera de influência (grupo B);
• - toda a população, incluindo o pessoal, fora do âmbito e das condições das suas atividades produtivas.

Tabela 3.17

Limites básicos de dose

Notas *As doses de radiação, como todos os outros níveis derivados permitidos para pessoal do grupo B, não devem exceder 1/4 dos valores para pessoal do grupo A.

** Refere-se ao valor médio numa camada de 5 mg/cm2 de espessura sob uma camada de cobertura de 5 mg/cm2 de espessura. Nas palmas das mãos a espessura da camada de revestimento é de 40 mg/cm2.

Os principais limites de dose para o pessoal exposto e o público não incluem doses provenientes de fontes naturais e médicas de radiação ionizante e doses devidas a acidentes de radiação. Existem restrições especiais para estes tipos de exposição.

A NRB--99 estipula que com exposição simultânea a fontes de irradiação externa e interna, deve ser atendida a condição de que a relação entre a dose de irradiação externa e o limite de dose e a relação entre as ingestões anuais de nuclídeos e seus limites no total não exceda 1 .

Para o pessoal do sexo feminino com idade inferior a 45 anos, a dose equivalente na pele da superfície do abdômen inferior não deve exceder 1 mSv por mês, e a ingestão de radionuclídeos no corpo durante o ano não deve exceder 1/20 do limite anual de admissão de pessoal. Neste caso, a dose equivalente de radiação para o feto durante 2 meses de gravidez não detectada não excede 1 mSv.

Quando se descobre que as funcionárias estão grávidas, os empregadores devem transferi-las para outro emprego que não envolva radiação.

Para os estudantes menores de 21 anos expostos a fontes de radiação ionizante, as doses acumuladas anuais não deverão ultrapassar os valores estabelecidos para a população.

Ao realizar radiografias médicas preventivas pesquisa científica para indivíduos praticamente saudáveis, a dose efetiva anual de radiação não deve exceder 1 mSv.

A NRB-99 também estabelece requisitos para limitar a exposição da população em condições de acidente radioativo.

A radiação radioativa (ou radiação ionizante) é a energia liberada pelos átomos na forma de partículas ou ondas de natureza eletromagnética. Os humanos estão expostos a tal exposição através de fontes naturais e antropogênicas.

As propriedades benéficas da radiação tornaram possível utilizá-la com sucesso na indústria, medicina, experimentos científicos e pesquisas, agricultura e outras áreas. No entanto, com a propagação deste fenómeno, surgiu uma ameaça à saúde humana. Uma pequena dose de radiação radioativa pode aumentar o risco de contrair doenças graves.

A diferença entre radiação e radioatividade

Radiação, em sentido amplo, significa radiação, ou seja, a propagação de energia na forma de ondas ou partículas. A radiação radioativa é dividida em três tipos:

• radiação alfa – fluxo de núcleos de hélio-4;
• radiação beta – fluxo de elétrons;
• A radiação gama é um fluxo de fótons de alta energia.

As características da radiação radioativa baseiam-se na sua energia, nas propriedades de transmissão e no tipo de partículas emitidas.

A radiação alfa, que é um fluxo de corpúsculos com carga positiva, pode ser atrasado por via aérea ou roupas. Essa espécie praticamente não penetra na pele, mas quando entra no corpo, por exemplo, por meio de cortes, é muito perigosa e prejudica os órgãos internos.

A radiação beta tem mais energia - os elétrons se movem em altas velocidades e são de tamanho pequeno. É por isso esse tipo a radiação penetra através de roupas finas e da pele profundamente nos tecidos. A radiação beta pode ser protegida usando folha de alumínio alguns milímetros ou uma tábua de madeira grossa.

A radiação gama é uma radiação de alta energia de natureza eletromagnética que possui forte capacidade de penetração. Para se proteger contra isso, é necessário usar uma espessa camada de concreto ou uma placa de metais pesados como platina e chumbo.

O fenômeno da radioatividade foi descoberto em 1896. A descoberta foi feita pelo físico francês Becquerel. Radioatividade é a capacidade de objetos, compostos, elementos emitirem radiação ionizante, ou seja, radiação. A razão do fenômeno é a instabilidade do núcleo atômico, que libera energia durante o decaimento. Existem três tipos de radioatividade:

• natural – típico para elementos pesados ​​cujo número de série é superior a 82;
• artificial - iniciado especificamente com a ajuda de reações nucleares;
• induzido - característica de objetos que se tornam uma fonte de radiação se forem fortemente irradiados.

Os elementos radioativos são chamados de radionuclídeos. Cada um deles é caracterizado por:

• meia-vida;
• tipo de radiação emitida;
• energia de radiação;
• e outras propriedades.

Fontes de radiação

O corpo humano é regularmente exposto à radiação radioativa. Aproximadamente 80% do valor recebido a cada ano vem dos raios cósmicos. O ar, a água e o solo contêm 60 elementos radioativos que são fontes de radiação natural. Principal fonte natural A radiação é considerada o gás inerte radônio, liberado da terra e das rochas. Os radionuclídeos também entram no corpo humano através dos alimentos. Algumas das radiações ionizantes a que as pessoas estão expostas provém de fontes artificiais, que vão desde geradores de electricidade nuclear e reactores nucleares até radiações utilizadas para tratamento médico e diagnóstico. Hoje, as fontes artificiais comuns de radiação são:

• equipamentos médicos (principal fonte antrópica de radiação);
• indústria radioquímica (mineração, enriquecimento Combustível nuclear, processamento e recuperação de resíduos nucleares);
• radionuclídeos utilizados na agricultura e na indústria leve;
• acidentes em plantas radioquímicas, explosões nucleares, emissões de radiação
• Materiais de construção.

Com base no método de penetração no corpo, a exposição à radiação é dividida em dois tipos: interna e externa. Este último é típico de radionuclídeos dispersos no ar (aerossol, poeira). Eles entram em contato com sua pele ou roupas. Neste caso, as fontes de radiação podem ser removidas lavando-as. A radiação externa causa queimaduras nas membranas mucosas e na pele. No tipo interno O radionuclídeo entra na corrente sanguínea, por exemplo, por injeção numa veia ou através de uma ferida, e é removido por excreção ou terapia. Essa radiação provoca tumores malignos.

O fundo radioativo depende significativamente da localização geográfica - em algumas regiões o nível de radiação pode exceder a média em centenas de vezes.

O efeito da radiação na saúde humana

A radiação radioativa, devido ao seu efeito ionizante, leva à formação de radicais livres no corpo humano - moléculas agressivas quimicamente ativas que causam danos e morte celular.

As células do trato gastrointestinal e dos sistemas reprodutivo e hematopoiético são especialmente sensíveis a eles. A radiação radioativa atrapalha seu trabalho e causa náuseas, vômitos, disfunção intestinal e febre. Ao afetar os tecidos do olho, pode causar catarata por radiação. As consequências da radiação ionizante também incluem danos como esclerose vascular, deterioração da imunidade e danos ao aparelho genético.

O sistema de transmissão de dados hereditários possui uma excelente organização. Os radicais livres e seus derivados podem perturbar a estrutura do DNA, o transportador da informação genética. Isso leva a mutações que afetam a saúde das gerações subsequentes.

A natureza dos efeitos da radiação radioativa no corpo é determinada por vários fatores:

• tipo de radiação;
• intensidade de radiação;
• características individuais do corpo.

Os efeitos da radiação radioativa podem não aparecer imediatamente. Às vezes, suas consequências tornam-se perceptíveis após um período significativo de tempo. Além disso, uma grande dose única de radiação é mais perigosa do que a exposição prolongada a pequenas doses.

A quantidade de radiação absorvida é caracterizada por um valor denominado Sievert (Sv).

• A radiação de fundo normal não excede 0,2 mSv/h, o que corresponde a 20 microroentgens por hora. Ao radiografar um dente, uma pessoa recebe 0,1 mSv.

• A dose única letal é de 6-7 Sv.

Aplicação de radiação ionizante

A radiação radioativa é amplamente utilizada em tecnologia, medicina, ciência, indústrias militares e nucleares e outros campos atividade humana. O fenômeno está subjacente a dispositivos como detectores de fumaça, geradores de energia, alarmes de formação de gelo e ionizadores de ar.

Na medicina, a radiação radioativa é usada na radioterapia para tratar o câncer. Radiação ionizante permitiu a criação de radiofármacos. Com a ajuda deles, são realizados exames diagnósticos. Os instrumentos de análise da composição dos compostos e esterilização são construídos com base na radiação ionizante.

A descoberta da radiação radioativa foi, sem exagero, revolucionária - a utilização desse fenômeno levou a humanidade a novo nível desenvolvimento. No entanto, isso também causou uma ameaça ao meio ambiente e à saúde humana. A este respeito, manter a segurança radiológica é uma tarefa importante do nosso tempo.

O artigo discute os tipos de radiação ionizante e suas propriedades, fala sobre seus efeitos no corpo humano e fornece recomendações para proteção contra os efeitos nocivos da radiação ionizante.

A radiação ionizante refere-se aos tipos de energia radiante que, ao entrar ou penetrar em determinados ambientes, produzem neles ionização. A radiação radioativa, a radiação de alta energia, os raios X, etc. têm essas propriedades.
O uso generalizado da energia atômica para fins pacíficos, várias instalações de aceleradores e máquinas de raios X para diversos fins determinou a prevalência da radiação ionizante em economia nacional e contingentes enormes e cada vez maiores de indivíduos que trabalham nesta área.

Tipos de radiação ionizante e suas propriedades

Os mais diversos tipos de radiação ionizante são as chamadas radiações radioativas formadas como resultado do decaimento radioativo espontâneo núcleos atômicos elementos com mudanças físicas e propriedades quimicas esta última. Os elementos que têm a capacidade de decair radioativamente são chamados de radioativos; podem ser naturais, como urânio, rádio, tório, etc. (cerca de 50 elementos no total), e artificiais, para os quais as propriedades radioativas são obtidas artificialmente (mais de 700 elementos).
Durante o decaimento radioativo, existem três tipos principais de radiação ionizante: alfa, beta e gama.
Uma partícula alfa é um íon de hélio com carga positiva formado durante o decaimento de núcleos, geralmente de elementos naturais pesados ​​(rádio, tório, etc.). Esses raios não penetram profundamente em meios sólidos ou líquidos, portanto, para se proteger contra influências externas, basta se proteger com qualquer camada fina, até mesmo um pedaço de papel.

A influência da radiação ionizante no corpo humano

O principal efeito de todas as radiações ionizantes no corpo se reduz à ionização dos tecidos dos órgãos e sistemas que estão expostos à sua irradiação. As cargas adquiridas em decorrência disso provocam a ocorrência de reações oxidativas nas células incomuns para o estado normal, que, por sua vez, provocam uma série de respostas. Assim, nos tecidos irradiados de um organismo vivo, ocorre uma série de reações em cadeia que perturbam o estado funcional normal de órgãos individuais, sistemas e do organismo como um todo. Supõe-se que, como resultado de tais reações, se formem nos tecidos do corpo produtos prejudiciais à saúde - toxinas, que têm um efeito adverso.
Ao trabalhar com produtos que contenham radiação ionizante, as vias de exposição a esta podem ser duas: por irradiação externa e interna. A exposição externa pode ocorrer ao trabalhar em aceleradores, máquinas de raios X e outras instalações que emitem nêutrons e raios X, bem como ao trabalhar com fontes radioativas seladas, ou seja, elementos radioativos selados em vidro ou outras ampolas cegas, se estas últimas permanecem intactos. Fontes de radiação beta e gama podem representar riscos de exposição externos e internos. A radiação alfa praticamente representa perigo apenas durante a irradiação interna, pois devido ao baixíssimo poder de penetração e ao curto alcance das partículas alfa no ar, uma pequena distância da fonte de radiação ou uma leve blindagem elimina o perigo de irradiação externa.
Durante a irradiação externa por raios com significativo poder de penetração, a ionização ocorre não apenas na superfície irradiada da pele e outros tegumentos, mas também em tecidos, órgãos e sistemas mais profundos. O período de exposição externa direta à radiação ionizante - exposição - é determinado pelo tempo de irradiação.
A exposição interna ocorre quando substâncias radioativas entram no corpo, o que pode ocorrer ao inalar vapores, gases e aerossóis de substâncias radioativas, introduzindo-as no trato digestivo ou entrando na corrente sanguínea (em casos de contaminação de pele e mucosas danificadas). A irradiação interna é mais perigosa, pois, em primeiro lugar, em contato direto com os tecidos, mesmo a radiação de baixas energias e com mínima capacidade de penetração ainda afeta esses tecidos; em segundo lugar, quando uma substância radioativa está no corpo, a duração de sua influência (exposição) não se limita ao tempo de trabalho direto com as fontes, mas continua continuamente até sua completa decadência ou remoção do corpo. Além disso, quando ingeridas, algumas substâncias radioativas, possuindo certas propriedades tóxicas, além da ionização, apresentam efeito tóxico local ou geral.
No corpo, as substâncias radioativas, como todos os outros produtos, são transportadas pela corrente sanguínea para todos os órgãos e sistemas, após o que são parcialmente excretadas do corpo através dos sistemas excretores (trato gastrointestinal, rins, glândulas sudoríparas e mamárias, etc.) , e alguns deles se depositam em determinados órgãos e sistemas, exercendo sobre eles um efeito preferencial e mais pronunciado. Algumas substâncias radioativas (por exemplo, sódio - Na 24) são distribuídas de maneira relativamente uniforme por todo o corpo. A deposição predominante de várias substâncias em certos órgãos e sistemas é determinada pelas propriedades físico-químicas e pelas funções desses órgãos e sistemas.
Um complexo de mudanças persistentes no corpo sob a influência da radiação ionizante é chamado de doença da radiação. A doença da radiação pode se desenvolver como resultado da exposição crônica à radiação ionizante e da exposição de curto prazo a doses significativas. É caracterizada principalmente por alterações no sistema nervoso central (estado de depressão, tontura, náusea, fraqueza geral, etc.), sangue e órgãos hematopoiéticos, vasos sanguíneos (hematomas devido à fragilidade dos vasos sanguíneos) e glândulas endócrinas.
Como resultado da exposição prolongada a doses significativas de radiação ionizante, podem desenvolver-se neoplasias malignas de vários órgãos e tecidos, que: são consequências a longo prazo desta exposição. Estes últimos também incluem uma diminuição na resistência do organismo a várias doenças infecciosas e outras, um efeito adverso na função reprodutiva, etc.

Medidas de proteção contra radiações ionizantes

A gravidade das doenças decorrentes da exposição à radiação ionizante e a possibilidade de consequências mais graves a longo prazo exigem atenção especial para realizar medidas preventivas. São simples, mas a sua eficácia depende da implementação cuidadosa e do cumprimento de todos os requisitos, mesmo os mais pequenos. Todo o conjunto de medidas de proteção contra os efeitos das radiações ionizantes está dividido em duas áreas: medidas de proteção contra a exposição externa e medidas de prevenção da exposição interna.
A proteção contra radiações externas resume-se principalmente à blindagem, que impede que determinadas radiações atinjam os trabalhadores ou outras pessoas dentro do seu raio de ação. São utilizadas várias telas absorventes; ao mesmo tempo, observa-se a regra básica - proteger não só o trabalhador ou ambiente de trabalho, mas proteger ao máximo toda a fonte de radiação, a fim de minimizar qualquer possibilidade de penetração da radiação na área onde as pessoas estão presentes. Materiais usados ​​para blindagem, etc. A espessura da camada dessas telas é determinada pela natureza da radiação ionizante e sua energia: quanto maior a dureza da radiação ou sua energia, mais densa e espessa deve ser a camada da tela.
Conforme mencionado acima, a radiação alfa praticamente não é perigosa em relação à radiação externa, portanto, ao trabalhar com essas fontes, não são necessárias telas especiais; Basta estar a uma distância de mais de 11 a 15 cm da fonte para estar seguro. Porém, é necessário prevenir a possibilidade de aproximação da fonte ou blindá-la com qualquer material.
Os problemas de proteção são resolvidos de maneira semelhante ao trabalhar com fontes de radiação beta suave, que também são bloqueadas por uma pequena camada de ar ou telas simples. Fontes de radiação beta forte requerem blindagem especial. Essas telas podem ser de vidro, plásticos transparentes com espessura de 2 - 3 a 8 - 10 mm (especialmente radiação forte), alumínio, água, etc.
Requisitos especiais são impostos à proteção de fontes de radiação gama, uma vez que este tipo de radiação possui alto poder de penetração. A blindagem dessas fontes é realizada com materiais especiais com boas propriedades de absorção; estes incluem: chumbo, concreto especial, uma espessa camada de água, etc. Os cientistas desenvolveram fórmulas e tabelas especiais para calcular a espessura da camada protetora, levando em consideração a quantidade de energia da fonte de radiação, a capacidade de absorção do material e outros indicadores.
Estruturalmente, as fontes de radiação gama são blindadas na forma de recipientes para armazenamento e transporte de fontes (lacrados em ampolas lacradas), caixas, paredes e tetos entre pisos instalações de produção, telas independentes, escudos, etc. vários designs dispositivos, irradiadores e outros dispositivos para trabalhar com fontes de radiação gama, que também proporcionam a blindagem máxima da fonte e a mínima para determinado trabalho da parte aberta por onde ocorre a radiação de trabalho.
Todas as operações de movimentação de fontes de radiação gama (retirada de recipientes, instalação em dispositivos, abertura e fechamento destes, etc.), bem como de embalagem, ampola, etc., devem ser realizadas mecanicamente por meio de controle remoto ou com a ajuda de manipuladores especiais e outros dispositivos auxiliares, permitindo que a pessoa que trabalha nestas operações esteja a uma certa distância da fonte e atrás do correspondente tela protetora. Ao desenvolver projetos de manipuladores, controles remotos e organizar o trabalho com fontes de radiação, é necessário prever a distância máxima dos trabalhadores das fontes.
Nos casos de impossibilidade técnica Protecção Total Aqueles que trabalham sob radiação externa deverão regular rigorosamente o tempo de trabalho sob condições de irradiação, não permitindo que sejam ultrapassados ​​os valores limites estabelecidos de doses diárias totais. Esta disposição aplica-se a todos os tipos de trabalhos, principalmente à instalação, reparação, limpeza de equipamentos, eliminação de acidentes, etc., em que nem sempre é possível proteger totalmente o trabalhador das radiações externas.
Para monitorar a dose total de radiação, todos que trabalham com fontes de radiação são equipados com dosímetros individuais. Além disso, ao trabalhar com fontes de alta energia, é necessário estabelecer claramente o funcionamento de um serviço dosimétrico que monitore os valores e sinais de radiação quando os valores limites estabelecidos são ultrapassados ​​​​e outros situações perigosas.
Os locais onde são armazenadas fontes de radiação gama ou onde são realizados trabalhos com elas devem ser ventilados com ventilação mecânica.
A maioria das medidas descritas acima para proteção contra exposição externa a fontes de radiação gama também se aplica ao trabalho com raios X e radiação de nêutrons. Fontes de raios X e algumas radiações de nêutrons operam somente quando os dispositivos correspondentes estão ligados; quando desligados, deixam de ser fontes ativas de radiação, portanto, eles próprios não representam nenhum perigo. Ao mesmo tempo, é necessário levar em consideração que a radiação de nêutrons pode causar a ativação de algumas substâncias por eles irradiadas, que podem se tornar fontes secundárias de radiação e atuar mesmo após o desligamento dos dispositivos. Com base nisso, devem ser tomadas medidas de proteção adequadas contra essas fontes secundárias de radiação ionizante.
Trabalhar com fontes abertas de radiação ionizante, que apresentam certo perigo de entrada direta no corpo e, portanto, de exposição interna, requer todas as medidas descritas acima para eliminar também o perigo de radiação externa. Junto com eles, é fornecido todo o complexo medidas específicas destinadas a prevenir qualquer possibilidade de exposição interna. Eles se resumem principalmente a impedir que substâncias radioativas entrem no corpo e contaminem a pele e as mucosas.
As salas de trabalho estão especialmente equipadas para trabalhar com substâncias radioativas abertas. Em primeiro lugar, a sua disposição e equipamentos proporcionam o isolamento total das salas onde os funcionários não lidam com fontes de radiação das restantes onde trabalham com essas fontes. As salas para trabalhar com fontes de diferentes naturezas e potências também são isoladas.

Tag: Segurança ocupacional, trabalhador, radiação ionizante, radiação de raios X, substâncias radioativas

O principal efeito de todas as radiações ionizantes no corpo se reduz à ionização dos tecidos dos órgãos e sistemas que estão expostos à sua irradiação. As cargas adquiridas em decorrência disso provocam a ocorrência de reações oxidativas nas células incomuns para o estado normal, que, por sua vez, provocam uma série de respostas. Assim, nos tecidos irradiados de um organismo vivo, ocorre uma série de reações em cadeia que perturbam o estado funcional normal de órgãos individuais, sistemas e do organismo como um todo. Supõe-se que, como resultado de tais reações, se formem nos tecidos do corpo produtos prejudiciais à saúde - toxinas, que têm um efeito adverso.

Ao trabalhar com produtos que contenham radiação ionizante, as vias de exposição a esta podem ser duas: por irradiação externa e interna. A exposição externa pode ocorrer ao trabalhar em aceleradores, máquinas de raios X e outras instalações que emitem nêutrons e raios X, bem como ao trabalhar com fontes radioativas seladas, ou seja, elementos radioativos selados em vidro ou outras ampolas cegas, se estas últimas permanecem intactos. Fontes de radiação beta e gama podem representar riscos de exposição externos e internos. A radiação alfa praticamente representa perigo apenas durante a irradiação interna, pois devido ao baixíssimo poder de penetração e ao curto alcance das partículas alfa no ar, uma pequena distância da fonte de radiação ou uma leve blindagem elimina o perigo de irradiação externa.

Durante a irradiação externa por raios com significativo poder de penetração, a ionização ocorre não apenas na superfície irradiada da pele e outros tegumentos, mas também em tecidos, órgãos e sistemas mais profundos. O período de exposição externa direta à radiação ionizante - exposição - é determinado pelo tempo de irradiação.

A exposição interna ocorre quando substâncias radioativas entram no corpo, o que pode ocorrer ao inalar vapores, gases e aerossóis de substâncias radioativas, introduzindo-as no trato digestivo ou entrando na corrente sanguínea (em casos de contaminação de pele e mucosas danificadas). A irradiação interna é mais perigosa, pois, em primeiro lugar, em contato direto com os tecidos, mesmo a radiação de baixas energias e com mínima capacidade de penetração ainda afeta esses tecidos; em segundo lugar, quando uma substância radioativa está no corpo, a duração de sua influência (exposição) não se limita ao tempo de trabalho direto com as fontes, mas continua continuamente até sua completa decadência ou remoção do corpo. Além disso, quando ingeridas, algumas substâncias radioativas, possuindo certas propriedades tóxicas, além da ionização, apresentam efeito tóxico local ou geral (ver “Produtos químicos nocivos”).

No corpo, as substâncias radioativas, como todos os outros produtos, são transportadas pela corrente sanguínea para todos os órgãos e sistemas, após o que são parcialmente excretadas do corpo através dos sistemas excretores (trato gastrointestinal, rins, glândulas sudoríparas e mamárias, etc.) , e alguns deles se depositam em determinados órgãos e sistemas, exercendo sobre eles um efeito preferencial e mais pronunciado. Algumas substâncias radioativas (por exemplo, sódio - Na24) são distribuídas de maneira relativamente uniforme por todo o corpo. A deposição predominante de várias substâncias em certos órgãos e sistemas é determinada pelas propriedades físico-químicas e pelas funções desses órgãos e sistemas.

Um complexo de mudanças persistentes no corpo sob a influência da radiação ionizante é chamado de doença da radiação. A doença da radiação pode se desenvolver como resultado da exposição crônica à radiação ionizante e da exposição de curto prazo a doses significativas. É caracterizada principalmente por alterações no sistema nervoso central (estado de depressão, tontura, náusea, fraqueza geral, etc.), sangue e órgãos hematopoiéticos, vasos sanguíneos (hematomas devido à fragilidade dos vasos sanguíneos) e glândulas endócrinas.

Como resultado da exposição prolongada a doses significativas de radiação ionizante, podem desenvolver-se neoplasias malignas de vários órgãos e tecidos, que: são consequências a longo prazo desta exposição. Estes últimos também incluem uma diminuição na resistência do organismo a várias doenças infecciosas e outras, um efeito adverso na função reprodutiva e outros.