Радиационное воздействие
Нижегородский Государственный
Архитектурно Строительный Университет
Кафедра Техносферной Безопасности
Реферат
На тему
«Радиационное воздействие»
Подготовил
Студент гр. ТБ-03 Кузнецова Д.С
Проверил: Гришанов Д.Л
Нижний Новгород 2016г
ВВЕДЕНИЕ
Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных сферах человеческой деятельности.
К сожалению, отсутствие достоверной информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории о шестиногих ягнятах и двухголовых младенцах сеют панику в широких кругах. Проблема радиационного загрязнения стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.
Для этого создаются специальные международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе существующая с конца 1920-х годов Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный в 1955 году в рамках ООН Научный Комитет по действию атомной радиации (НКДАР).
Радиоактивные или, по-другому, ионизирующие излучения объединяют разные по своей физической природе виды излучений. Сходство между ними в том, что все они обладают высокой энергией, реализуют свое биологическое действие через эффекты ионизации и последующее протекание химических реакций в биологических структурах клетки, которые могут привести к ее гибели [1]. Важно отметить, что ионизирующие излучения не воспринимаются органами чувств человека: мы его не видим, не слышим и не чувствуем воздействия на наше тело.
Ионизирующие излучения состоят из частиц (заряженных и незаряженных) и квантов электромагнитной энергии. С ними население в любом регионе земного шара встречается ежедневно. Это, прежде всего, так называемый радиационный фон Земли, который складывается из трех компонентов:
космического излучения, приходящего на Землю из Космоса;
излучения от находящихся в почве, строительных материалах, воздухе и воде естественных радионуклидов (ЕРН);
излучения от природных радиоактивных веществ, которые с пищей и водой попадают внутрь организма, фиксируются тканями и могут сохраняться в теле человека в течение всей его жизни.
Кроме того, человек встречается с искусственными источниками излучения, широко применяемыми в народном хозяйстве. Сюда относится, например, ионизирующее излучение, используемое в медицинских целях.
Основной вклад в естественный радиационный фон среды вносят радиоактивные вещества, содержащие радионуклиды семейств урана 238, тория 232, калий 40, а также излучения радионуклидов образующихся при взаимодействии космических лучей с элементами атмосферы и земной коры. Это в основном тритий, углерод 14, бериллий 7, кремний 32, натрий 22. Для средних широт космический фон создает мощность экспозиционной дозы на поверхности земли от 1 до 3 мкР/ч.
В естественном радиационном фоне выделяют так называемый технологически измененный естественный радиационный фон, который представляет излучения от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате хозяйственной деятельности человека. Добываемые полезные ископаемые (фосфаты, сланцы, нефть, газ и увлекаемые с ними пластовые воды) выносят на дневную поверхность многие химические вещества, включая и естественные радионуклиды. Их количественное содержание в земных породах колеблется в широких пределах, в результате чего уровни радиоактивных загрязнений в прилегающих районах различны - от незначительного превышения естественного фона до величин, представляющих определенную опасность для здоровья персонала и населения.
1. Виды ионизирующего излучения
Радиоактивность - это самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента из основного или возбужденного состояния в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц и электромагнитной энергии. Такие ядра или соответствующие атомы называют радиоактивными. Само явление называется радиоактивным распадом.
Эффективность защиты от ионизирующего излучения в значительной степени зависит от знания его видов и свойств. Все виды ионизирующего излучения можно подразделить на две группы: электромагнитные, к которым относятся рентгеновское и g -излучение, и корпускулярные, или излучения ядерных частиц.
Рентгеновское и g-излучения принадлежат к широкому спектру электромагнитных излучений и располагаются в нем вслед за радиоволнами, видимым светом и ультрафиолетовыми лучами. Все эти виды излучений различаются длиной волны. Наиболее короткой длиной волны и, соответственно, наибольшей частотой электромагнитных колебаний в этом спектре обладают g - и рентгеновское излучения. Чем меньше длина волны, тем выше энергия излучения и больше его проникающая способность. Энергия, например, g - кванта кобальта-60 равна 1,33 МэВ.
Источником рентгеновского излучения является Солнце. Но это излучение поглощается земной атмосферой, иначе оно бы губительно действовало на все живое. Рентгеновское излучение также генерируется соответствующими аппаратами (ускорителями) для использования их в целях диагностики и лечения больных.
Гамма-излучение сопровождает ядерные реакции и распад многих радиоактивных веществ. Энергия g-излучения может иметь различные значения - от десятков тысяч до миллионов электрон-вольт. Оно может пройти через человеческое тело. В качестве защиты от гамма-излучения эффективно используются свинец, бетон или иные материалы с высоким удельным весом.
К ионизирующим относятся также излучения разного рода ядерных частиц
Бета-излучение - это поток электронов или позитронов. B - частицы обладают элементарным отрицательным (электрон) или положительным (позитрон) зарядом. Они возникают в ядрах атомов при радиоактивном распаде и излучаются оттуда. B - частицы могут проходить сквозь слой воды толщиной 1-2 см. Для защиты от b - излучения, как правило, достаточно листа алюминия толщиной несколько миллиметров. При внешнем облучении b - частицами тела человека на открытых поверхностях кожи могут образовываться радиационные ожоги различной тяжести. В случае поступления источников b - излучения в организм с пищей, водой и воздухом происходит внутреннее облучение организма, способное привести к тяжелому лучевому поражению.
Альфа-излучение - это поток тяжелых положительно заряженных частиц. Они в 7300 раз тяжелее a-частиц. По своей физической природе a - частицы представляют собой ядра атома гелия: они состоят из двух протонов и двух нейтронов и, следовательно, несут два элементарных положительных электрических заряда. Эти частицы испускаются при радиоактивном распаде некоторых элементов с большим атомным номером (в основном это трансурановые элементы с атомными номерами более 92). Альфа-излучение обладает большой ионизирующей способностью, но проникает в ткани тела человека на очень малую глубину. При облучении человека а- частицы проникают лишь на глубину поверхностного слоя кожи. Защититься от них можно листом обычной бумаги. Их пробег в воздухе не превышает 11 см. Таким образом, в случае внешнего облучения защититься от неблагоприятного действия а- частиц достаточно просто и они, казалось бы, не представляют серьезной угрозы здоровью людей. Положение коренным образом меняется в случае поступления источников а - излучения в организм человека с пищей, водой или воздухом. В этом случае они будут чрезвычайно опасными облучателями организма изнутри.
Нейтроны - нейтральные, не несущие электрического заряда частицы - при оценке радиационной аварийной обстановки могут играть существенную роль. Эти частицы вылетают из ядер атомов при некоторых ядерных реакциях, в частности, при реакциях деления ядер урана или плутония. Нейтроны обладают высокой проникающей способностью. Ионизация среды в поле нейтронного излучения осуществляется заряженными частицами, возникающими при взаимодействии нейтронов с веществом. Отличительной особенностью нейтронного излучения является способность превращать атомы стабильных элементов в их радиоактивные изотопы, что резко повышает опасность нейтронного облучения. От нейтронного излучения хорошо защищают водородсодержащие материалы (парафин, полиэтилен).
Вполне естественно, что все защитные мероприятия от воздействия ионизирующих излучений основаны на знании свойств каждого вида излучения, характеристики их проникающей способности, особенностей эффектов ионизации.
защита радиация профессиональный облучение
2. Действие ионизирующего излучения на организм человека
В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.
Первичным физическим актом взаимодействия ионизирующего излучения с биологическим объектом является ионизация. Именно через ионизацию происходит передача энергии объекту.
Известно, что в биологической ткани 60-70 % по массе составляет вода. В результате ионизации молекулы воды образуют свободные радикалы Н- и ОН-. В присутствии кислорода образуется также свободный радикал гидроперекиси (H2O-) и перекись водорода (H2O), являющиеся сильными окислителями..
Получающиеся в процессе радиолиза воды свободные радикалы и окислители, обладая высокой химической активностью, вступают в химические реакции с молекулами белков, ферментов и других структурных элементов биологической ткани, что приводит к изменению биологических процессов в организме. В результате нарушаются обменные процессы, подавляется активность ферментных систем, замедляется и прекращается рост тканей, возникают новые химические соединения, не свойственные организму - токсины. Это приводит к нарушениям жизнедеятельности отдельных функций или систем организма в целом. В зависимости от величины поглощенной дозы и индивидуальных особенностей организма, вызванные изменения могут быть обратимыми или необратимыми.
Некоторые радиоактивные вещества накапливаются в отдельных внутренних органах. Например, источники альфа - излучения (радий, уран, плутоний), бета - излучения (стронций и иттрий) и гамма-излучения (цирконий) отлагаются в костных тканях. Все эти вещества трудно выводятся из организма.
Особенности воздействия ионизирующего излучения при действии на живой организм
При изучении действия излучения на организм были определены следующие особенности:
высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества поглощенной энергии излучения могут вызвать глубокие биологические изменения в организме;
·наличие скрытого, или инкубационного, проявления действия ионизирующего излучения. Этот период часто называют периодом мнимого благополучия. Продолжительность его сокращается при облучении большими дозами;
·действие от малых доз может суммироваться или накапливаться. Этот эффект называется кумуляцией;
·излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на его потомство. Это так называемый генетический эффект;
·различные органы живого организма имеют свою чувствительность к облучению. При ежедневном воздействии дозы 0.02-0.05 Р уже наступают изменения в крови;
·не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
·облучение зависит от частоты. Одноразовое облучение в большой дозе вызывает более глубокие последствия, чем фракционирование.
В результате воздействия ионизирующего излучения на организм человека в тканях могут происходить сложные физические, химические и биологические процессы.
Известно, что две трети общего состава ткани человека составляют вода и углерод. Вода под воздействием ионизирующего излучения расщепляется на Н и ОН, которые либо непосредственно, либо через цепь вторичных превращений образуют продукты с высокой химической активностью: гидратный окисел НО2 и перекись водорода Н2О2. Эти соединения взаимодействуют с молекулами органического вещества ткани, окисляя и разрушая ее.
В результате воздействия ионизирующего излучения нарушается нормальное течение биохимических процессов и обмен в организме.
Поглощенная доза излучения, вызывающая поражение отдельных частей тела, а затем смерть, превышает смертельную поглощенную дозу облучения всего тела. Смертельные поглощенные дозы для всего тела следующие: голова - 2 000 рад, нижняя часть живота - 5 000 рад, грудная клетка - 10 000 рад, конечности - 20 000 рад.
Степень чувствительности различных тканей к облучению неодинакова. Если рассматривать ткани органов в порядке уменьшения их чувствительности к действию излучения, то получим следующую последовательность: лимфатическая ткань, лимфатические узлы, селезенка, зобная железа, костный мозг, зародышевые клетки.
Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в основе определения характера лучевой болезни. При однократном облучении всего тела человека поглощенной дозой 50 рад через день после облучения может резко сократиться число лимфоцитов, уменьшится также и количество эритроцитов (красных кровяных телец) по истечению двух недель после облучения. У здорового человека насчитывается порядка 1014 красных кровяных телец при ежедневном воспроизводстве 1012, а у больного такое соотношение нарушается.
Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на организм является время облучения. С увеличением мощности дозы поражающее действие излучения возрастает. Чем более дробно излучение по времени, тем меньше его поражающее действие.
Биологическая эффективность каждого вида ионизирующего излучения находится в зависимости от удельной ионизации. Так, например, a - частицы с энергией 3 мэв образуют 40 000 пар ионов на одном миллиметре пути, b - частицы с такой же энергией - до четырех пар ионов. Альфа- частицы проникают через верхний покров кожи до глубины до 40 мм, бета- частицы - до 0.13 см.
Наружное облучение a, b - излучениями менее опасно, т. к. a и b - частицы имеют небольшую величину пробега в ткани и не достигают кроветворных и других органов.
Степень поражения организма зависит от размера облучаемой поверхности. С уменьшением облучаемой поверхности уменьшается и биологический эффект. Так при облучении фотонами поглощенной дозой 450 рад участка тела площадью 6 см2 заметного поражения организма не наблюдалось, а при облучении такой же дозой всего тела было 50% смертельных случаев.
Индивидуальные особенности организма человека проявляются лишь при небольших поглощенных дозах.
Чем моложе человек, тем выше его чувствительность к облучению, особенно высока она у детей. Взрослый человек в возрасте 25 лет и старше наиболее устойчив к облучению.
Есть ряд профессий, где существует большая вероятность облучения. При некоторых чрезвычайных обстоятельствах (например, взрыв на АЭС) облучению может подвергнуться население, живущее на определенных территориях. Не известны вещества, способные полностью защитить, но есть частично защищающие организм от излучения. К ним относятся, например, азид и цианид натрия, вещества, содержащие сульфогидридные группы и т.д. Они входят в состав радиопротекторов.
Радиопротекторы частично предотвращают возникновение химически активных радикалов, которые образуются под воздействием излучения. Механизмы действия радиопротекторов различны. Одни из них вступают в химическую реакцию с попадающими в организм радиоактивными изотопами и нейтрализуют их, образуя нейтральные вещества, легко выводимые из организма. Другие имеют отличный механизм. Одни радиопротекторы действуют в течение короткого промежутка времени, время действия других более длительное. Существует несколько разновидностей радиопротекторов: таблетки, порошки и растворы.
При попадании радиоактивных веществ внутрь организма поражающее действие оказывают в основном a - источники, а затем b - и g - источники, т.е. в обратной наружному облучению последовательности. Альфа- частицы, имеющие плотность ионизации, разрушают слизистую оболочку, которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным покровом.
Попадание твердых частиц в дыхательные органы зависит от степени дискретности частиц. Частицы размером меньше 0.1 мкм при входе вместе с воздухом попадают в легкие, а при выходе удаляются. В легких остается только небольшая часть. Крупные частицы размером больше 5 мкм почти все задерживаются носовой полостью.
Степень опасности зависит также от скорости выведения вещества из организма. Если радионуклиды, попавшие внутрь организма однотипны с элементами, которые потребляются человеком, то они не задерживаются на длительное время в организме, а выделяются вместе с ними (натрий, хлор, калий и другие).
Инертные радиоактивные газы (аргон, ксенон, криптон и другие) не являются входящими в состав ткани. Поэтому они со временем полностью удаляются из организма.
Некоторые радиоактивные вещества, попадая в организм, распределяются в нем более или мене равномерно, другие концентрируются в отдельных внутренних органах. Так в костных тканях отлагаются такие источники a - излучений, как радий, уран и плутоний. Стронций и иттрий, которые являются источниками b - излучения, и цирконий - источник g - излучения тоже отлагаются в костных тканях. Эти элементы, химически связанные с костной тканью, очень трудно выводятся из организма.
Продолжительное время удерживаются в организме также элементы с большим атомным номером (полоний, уран и др.). Элементы, образующие в организме легкорастворимые соли и накапливаемые в мягких тканях, легко удаляются из организма.
На скорость выведения радиоактивного вещества большое влияние оказывает период полураспада данного радиоактивного вещества Т. Если обозначить Тб период биологического полувыведения радиоактивного изотопа из организма, то эффективный период полураспада, учитывающий радиоактивный распад и биологическое выведение, выразится формулой:
Основные особенности биологического действия ионизирующего излучения следующие:
·действие ионизирующего излучения на организм не ощутимо человеком. Поэтому это опасно. Дозиметрические приборы являются как бы дополнительным органом чувств, предназначенным для восприятия ионизирующего излучения;
·видимые поражения кожного покрова, недомогание, характерные для лучевого заболевания, появляются не сразу, а спустя некоторое время; суммирование доз происходит скрыто. Если в организм человека систематически будут попадать радиоактивные вещества, то со временем дозы суммируются, что неизбежно приводит к лучевым болезням.
3. Профессиональные заболевания работников при воздействии ионизирующей радиации
При работе с радиоактивными веществами возможно попадание их внутрь организма через легкие или желудочно-кишечный тракт, а также через неповрежденную кожу. Особенно опасна в этом отношении разработка радиоактивных руд. Радиоактивное излучение не только вызывает ионизацию воздуха, но и приводит к аналогичному процессу в тканях организма, при этом значительно их изменяя. Выраженность возможных биологических сдвигов зависит от проникающей способности излучения, его ионизирующего эффекта, дозы, времени облучения и состояния организма.
Попадая в организм, радиоактивные вещества могут заноситься кровью в различные ткани и органы, становясь источниками внутреннего излучения. Особую опасность при этом представляют долгоживущие изотопы, которые на протяжении почти всей жизни пострадавшего могут быть источниками соединения в основном через желудочно-кишечный тракт, почки и органы дыхания. Разные виды излучения обладают различными свойствами, неодинаковой биологической активностью и поэтому представляют различную степень опасности для контактирующих с ними. Так, при обслуживании рентгеновских аппаратов в медицинских учреждениях и технических лабораториях на работающих возможно воздействие рентгеновских лучей, которые являются электромагнитным излучением с очень короткой длиной волны и обладают высокой проникающей способностью.
Ионизирующему излучению могут подвергаться работающие с рентгеновскими и гамма-лучами при осуществлении гамма-дефектоскопии на промышленных предприятиях, обслуживающие ядерные реакторы, ускорительные и энергетические установки, использующие ядерное горючее, занятые на разведке и добыче полезных ископаемых и т.д. В настоящее время полностью решены вопросы радиационной безопасности. Однако при нарушении техники безопасности или при определенных обстоятельствах ионизирующее излучение может быть причиной развития лучевой болезни (острой и хронической).
ЛУЧЕВАЯ БОЛЕЗНЬ. МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ.
Основной особенностью действия ионизирующего излучения является ионизация атомов и молекул живой материи. Этот процесс считается начальным этапом биологического действия излучения и в дальнейшем вызывает функциональные и органические поражения тканей, органов и систем. В основе генеза лучевой болезни лежат сложные механизмы прямого и непрямого воздействия на организм ионизирующего излучения.
На течение биохимических процессов в ядрах пораженных радиоактивным излучением тканей определенное влияние оказывают образующиеся радиотоксины и изменения нейрогуморальной и гормональной регуляции тканей и клеток. Нарушаются обменные процессы, приводящие к накоплению чуждых для организма веществ, таких, как гистамино-подобные, токсические аминокислоты и жирные кислоты. Все это усиливает биологическое действие ионизирующего излучения и способствует развитию интоксикации организма.
Развитие тканевой интоксикации при облучении клинически проявляется симптомами нарушения нервной деятельности, изменением функций внутренних органов.
Одно из ведущих мест в патогенезе лучевой болезни занимает поражение органов кроветворения. Кроветворная ткань наиболее чувствительна к радиации, особенно бластные клетки костного мозга. Поэтому развивающаяся под влиянием радиации аплазия костного мозга является следствием угнетения митотической активности кроветворной ткани и массовой гибели малодифференцированных костномозговых клеток. Резкое снижение кроветворения обусловливает развитие геморрагического синдрома.
В формировании лучевой болезни определенное значение имеет тот факт, что ионизирующие излучения оказывают специфическое - повреждающее - действие на радиочувствительные ткани и органы (стволовые клетки кроветворной ткани, эпителий яичек, тонкого кишечника и кожи) и неспецифическое - раздражающее - действие на нейроэндокринную и нервную системы. Доказано, что нервная система обладает высокой функциональной чувствительностью к радиации даже в малых дозах. Раздражение экстеро- и интерорецепторов приводит к функциональному нарушению центральной нервной системы, особенно ее высших отделов. В результате рефлекторно может изменяться деятельность внутренних органов и тканей. Определенное значение при этом придается эндокринным железам и прежде всего гипофизу, надпочечникам, щитовидной железе и др. Обращает на себя внимание возможность возникновения репаративно-регенеративных процессов в пораженных органах с первых часов облучения.
ОСТРАЯ И ХРОНИЧЕСКАЯ ФОРМЫ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ.
В настоящее время случаи острой лучевой болезни в нашей стране - исключительно редкое явление. Острая форма лучевой болезни в мирное время может наблюдаться в аварийных ситуациях при однократном (от нескольких минут до 1-3 дней) внешнем облучении большой мощности. Клиническая картина острой лучевой болезни полиморфна, тяжесть ее течения зависит от дозы облучения.
Хроническая форма лучевой болезни - это общее заболевание организма, развивающееся в результате длительного действия ионизирующего излучения в относительно малых, но превышающих допустимые уровни дозах, и характеризующееся поражением различных органов и систем.
В соответствии с современной классификацией выделяют два варианта хронической лучевой болезни:
а) вызванную воздействием общего внешнего излучения или радиоактивных изотопов с равномерным распределением их в организме;
б) обусловленную действием изотопов с избирательным депонированием либо местным внешним облучением.
В развитии хронической лучевой болезни авторы классификации выделяют три периода:
·период формирования, или собственно хроническая лучевая болезнь;
·период восстановления;
·период последствий и исходов лучевой болезни.
Первый период хронической лучевой болезни от воздействия общего внешнего излучения или радиоактивных изотопов с равномерным их распределением в организме составляет примерно 1-3 года - время, необходимое для формирования при неблагоприятных условиях труда клинического синдрома хронической лучевой болезни с характерными для него проявлениями. По выраженности последних различают четыре степени тяжести: I - легкую, II - среднюю, III - тяжелую и IV - крайне тяжелую. Эти степени тяжести являются лишь разными фазами единого патологического процесса. Своевременная диагностика заболевания, рациональное трудоустройство больного позволяют приостановить болезнь на определенной стадии и предупредить ее прогрессирование.
Второй период (период восстановления) определяется обычно через 1-3 года после прекращения облучения или при резком снижении его интенсивности. В этот период можно четко установить степень выраженности первично-деструктивных изменений и составить определенное мнение о возможности репаративных процессов. Заболевание может закончиться полным восстановлением здоровья (выздоровление), восстановлением с дефектом, стабилизацией бывших ранее изменений или ухудшением (прогрессирование процесса). Естественно, что экспертные решения будут целиком зависеть от степени недостаточности функции и изменений ряда структур органов и тканей.
Выделяя второй вариант лучевой болезни, обусловленной действием изотопов с избирательным депонированием либо местным внешним облучением, авторы классификации подчеркивают ряд особенностей патогенеза, определяющего своеобразие клиники, отличной от клиники хронической лучевой болезни, обусловленной общим облучением. Эти особенности, по их мнению, сводятся к следующему:
·Ведущее значение в поражении непосредственного действия ради-ации на ткань органа, меньшая значимость и более позднее выявление непрямых, рефлекторных механизмов.
·Постепенное формирование патологического процесса в «критиче-ском» органе без отчетливых клинических признаков его поражения, длительный скрытый период.
·Определенное несоответствие даже в отдаленные сроки между степенью тяжести патологического процесса в «критическом» органе и степенью отклонений в других органах и системах.
·Большая выраженность приспособительных механизмов следствие преимущественно локального характера лучевого поражения.
Период формирования патологического процесса в основном зависит от микрораспределения радиоактивного изотопа. Он совпадает по времени с накоплением в «критическом» органе основной суммарной лучевой нагрузки. Диагностика этой клинической формы лучевой болезни часто представляется трудной вследствие строго локального поражения, довольно хорошо сохранившейся функции пораженного органа и нормальных функций других поврежденных систем.
Относительно просты критерии, предложенные авторами классификации, для выявления степени тяжести хронической лучевой болезни, обусловленной общим равномерным облучением. К ним они относят распространенность патологического процесса, характер и глубину отклонений (функциональных или органических), степень обратимости патологических явлений и полноту восстановления утраченных функций после лечения и рационального трудоустройства.
Для определения степени тяжести лучевой болезни, обусловленной действием изотопов с избирательным депонированием либо местным внешним облучением, предложены следующие условные принципы.
Так, I (легкая) степень характеризуется наличием отклонений в структуре или функции «критического» органа, установленных при целенаправленном его динамическом исследовании.
Выявление этих отклонений при обычном клиническом исследовании свидетельствует о поражении II (средней) степени.
Наличие изменений в менее чувствительных к данному виду излучения органах или появление сдвигов в деятельности органов и систем, сопряженных в своей функции с «критическим» органом (легочное сердце при лучевом пневмосклерозе), дает основание для определения III (тяжелой) степени заболевания.
Хроническая лучевая болезнь характеризуется медленным развитием отдельных симптомов и синдромов, своеобразием симптоматики и наклонностью к прогрессированию. Ведущими симптомами болезни являются изменения в нервной системе, кроветворном аппарате, в сердечно-сосудистой и эндокринной системах, желудочно-кишечном тракте, печени, почках; происходит нарушение обменных процессов. Полиморфность и многообразие симптоматики зависят от суммарной дозы облучения, характера распределения поглощенной дозы и чувствительности организма.
Выделяют два основных варианта хронической лучевой болезни.
Хроническая лучевая болезнь, обусловленная общим облучением, встречается у лиц, подвергавшихся воздействию ионизирующей радиации в течение 3-5 лет и получивших разовую и суммарную дозы, превышающие предельно допустимые, что встречается крайне редко.
Одно из ранних проявлений этой формы - неспецифические реакции вегетативно-сосудистых нарушений, протекающих на фоне функционального изменения центральной нервной системы с обязательными изменениями в периферической крови. В начале заболевания отмечается лабильность показателей крови, в последующем - стойкая лейкопения и тромбоцитопения. Нередко в этот период (доклинический) появляются симптомы геморрагического диатеза. Больные предъявляют жалобы на общее недомогание, головную боль, повышенную раздражительность, кровоточивость десен, диспепсические расстройства и т. д. Однако в этот период все жалобы носят преходящий характер, а симптомы быстро обратимы.
В дальнейшем, если эта стадия не диагностирована и больной продолжает работать в условиях воздействия ионизирующего излучения, происходит формирование болезни, проходящей все этапы своего развития. Только динамическое наблюдение за лицами с признаками отдельных симптомов, подозрительных на наличие лучевой болезни, позволяет установить их клиническую сущность и причину.
При дальнейшем развитии заболевания появляются и прогрессируют симптомы общей астенизации организма, нарушения обменных процессов и различные нервно-трофические расстройства. Могут наблюдаться симптомы угнетения секреторной и моторной функций желудка и кишечника, снижение функции эндокринных желез (особенно половых), трофические нарушения кожи (снижение эластичности, сухость, ороговение) и ногтей. Течение заболевания носит торпидный характер с наклонностью к обострениям от всевозможных неспецифических неблагоприятных воздействий на организм. Как правило, резко снижается сопротивляемость организма, что способствует возникновению различных инфекционных осложнений. Особенностью течения лучевой болезни является возможность развития лейкозов и злокачественных новообразований.
В зависимости от тяжести заболевания и клинического течения различают четыре степени тяжести хронической лучевой болезни.
Хроническая лучевая болезнь I (легкой) степени характеризуется ранним развитием функциональных обратимых нарушений неспецифического характера. По проявлению отдельных синдромов болезнь в этой стадии мало отличается от доклинического периода. Однако по мере формирования заболевания отмечается симптоматика многообразных нарушений нервно-висцеральной регуляции. Клиническая картина складывается из вегетативно-сосудистых расстройств, начальных астенических проявлений и изменений в периферической крови. Основными жалобами являются общая слабость, недомогание, головные боли, снижение работоспособности, ухудшение аппетита, нарушение сна (сонливость днем и бессонница ночью). При объективном осмотре обращают на себя внимание эмоциональная лабильность, тремор вытянутых рук. Вегетативно-сосудистая дистония сопровождается астенизацией организма, протекающей со снижением рефлекторной сферы. На фоне астеновегетативного синдрома четко проявляются симптомы нейроциркуляторной дистонии по гипотоническому типу, тахикардия.
Один из постоянных симптомов - функциональное нарушение желудочно-кишечного тракта в виде диспепсических явлений, дискинезии кишечника и желчных путей, хронического гастрита со снижением секреторной и моторной функций желудка. Могут наблюдаться также признаки повышения проницаемости и ломкости капилляров. Кровоточивость в этой стадии незначительна. Имеет место нарушение функции эндокринных желез - половых и щитовидной. Прежде всего изменяется содержание лейкоцитов с отчетливой тенденцией к лейкопении в результате уменьшения числа нейтрофилов при относительном лимфоцитозе. Наряду с этим могут встречаться токсическая зернистость нейтрофилов и тромбоцитопения. Заболевание отличается благоприятным течением, возможно полное клиническое выздоровление.
Хроническая лучевая болезнь II (средней) степени проявляется дальнейшим развитием астеновегетативных нарушений и сосудистой дистонии, угнетением функции кроветворного аппарата и выраженностью геморрагических явлений. По мере прогрессирования заболевания отмечается выраженный астенический синдром, сопровождающийся головными болями, головокружением, повышенной возбудимостью и эмоциональной лабильностью, снижением памяти, ослаблением полового чувства и потенции. Более выраженными становятся трофические нарушения: дерматиты, выпадение волос, изменение ногтей. Возможны диэнцефальные кризы с кратковременной потерей сознания, своеобразным проявлением вазопатий, общим гипергидрозом.
Со стороны сердечнососудистой системы отмечаются стойкая гипотония с преимущественным снижением диастолического давления, расширение границ сердца, приглушенность сердечных тонов. Усиливается кровоточивость, которая обусловлена как повышением проницаемости сосудистых стенок, так и изменениями в крови (снижение ее свертываемости). Наблюдаются кровоизлияния в кожу и слизистые оболочки, геморрагические гингивиты и стоматиты, носовые кровотечения. Оказывается нарушенной моторика желудка со снижением секреции, изменена ферментативная деятельность поджелудочной железы и кишечника; возможно токсическое поражение печени.
Наибольшие изменения при данной степени хронической лучевой болезни выявляются в крови. Наблюдается резкое снижение уровня лейкоцитов, причем лейкопения носит стойкий характер и, как правило, сопровождается нейтропенией и лимфоцитопенией. Более выраженными становятся признаки токсической зернистости и дегенеративных изменений нейтрофилов, тромбоцитопения. В костном мозге отмечается гипоплазия всех видов кроветворения. Заболевание носит стойкий характер.
Хроническая лучевая болезнь III (тяжелой) степени характеризуется тяжелыми, подчас необратимыми изменениями в организме с полной потерей регенерационных возможностей тканей. Отмечаются дистрофические нарушения в различных органах и системах. Клиническая картина носит прогрессирующий характер. Течение заболевания может быть длительным, могут присоединиться осложнения (инфекция, травма, интоксикация). Ведущие симптомы этой формы заболевания - тяжелые поражения нервной системы и глубокое угнетение всех видов кроветворения.
Больные резко астеничны, жалуются на значительную общую слабость, адинамию, постоянную головную боль, которая сопровождается приступами головокружения, тошнотой или рвотой. Появляются упорная бессонница, частые кровотечения, снижена память. Нередко выявляются признаки диффузного поражения головного мозга по типу рассеянного энцефаломиелита с изменениями двигательной, рефлекторной и чувствительной сфер и явлениями диэнцефального или гипертензионного синдрома. Появляются множественные геморрагии, язвенно-некротические процессы на слизистых оболочках. На месте кровоизлияний - бурая пигментация кожи. Наблюдается массивное выпадение волос, наступает полное облысение. Выявляются признаки тяжелого некротического гингивита с расшатыванием и выпадением зубов. Некротические изменения можно наблюдать также на миндалинах и в гортани.
Жалобы больных на одышку, приступы сердцебиения и тупые боли в области сердца находят объективное подтверждение при осмотре. Границы сердца расширены, выслушиваются глухие тоны. При биохимических исследованиях крови обнаруживается снижение всех показателей обменных процессов. Лимфоциты иногда не определяются. Уменьшено число тромбоцитов, все клетки белой крови дегенеративно изменяются. Развивается тяжелая анемия. Результаты исследования костного мозга свидетельствуют о резком обеднении его клеточными элементами, задержке нормального созревания костномозговых элементов, распаде клеток.степень тяжести хронической лучевой болезни в настоящее время не встречается. Представляет собой терминальный период заболевания. Происходит быстрое и неуклонное нарастание всех болезненных симптомов (аплазия костного мозга, резко выраженные явления геморрагии, развитие тяжелого сепсиса). Прогноз при этой степени заболевания неблагоприятен.
Клиническая картина хронической лучевой болезни, обусловленной попаданием радиоизотопов внутрь, зависит от характера их действия и природы радиоактивного вещества. Так, например, при поступлении радиоактивных веществ через органы дыхания лучевая болезнь проявляется преимущественным развитием пневмосклероза. Описаны случаи возникновения рака бронхов и легкого.
Все симптомы на ранних этапах заболевания (I степень), как правило, носят неспецифический характер. Только динамические наблюдения за течением болезни, а также совокупность клинических и лабораторных данных позволяют установить природу заболевания.
Хроническая лучевая болезнь II (средней) степени тяжести сопровождается изменениями прежде всего в «критическом» органе. Однако функциональная компенсация патологических сдвигов практически сохранена или изменена очень незначительно. Так, например, при действии радона, попавшего в организм через органы дыхания, степень тяжести заболевания характеризуется более четкими клиническими и рентгенологическими данными, соответствующими пневмосклерозу II стадии, и слабо выраженными субъективными и функциональными нарушениями (легочная недостаточность 0-I степени).
Хроническая лучевая болезнь III (тяжелой) степени характеризуется не только выраженными структурными и функциональными сдвигами в «критическом» органе, но и возникновением комплекса вторичных изменений в других органах и системах. Естественно, что при осмотре таких больных даже без применения рентгенологических и функциональных методов исследования определяется большое количество субъективных и объективных симптомов. Так, выраженность пневмосклероза, развившегося при попадании радона через органы дыхания, будет соответствовать III стадии и характеризоваться вторичными сдвигами в виде тяжелой сердечной недостаточности (легочное сердце) с клиническими симптомами расстройства циркуляции.
Наряду с отмеченной симптоматикой, характеризующей хроническую лучевую болезнь, у работающих могут создаться условия для развития катаракты от действия рентгеновского излучения, Y-лучей и нейтронов. Для развития лучевой катаракты характерно наличие довольно продолжительного скрытого периода (2-7 лет). Длительное воздействие ионизирующей радиации может привести к развитию хронических дерматитов, чаще кистей. Ранними признаками повреждения кожи являются ангиодистрофические изменения, сглаженность кожного рисунка. В дальнейшем наблюдаются изменения ногтей, могут развиться новообразования кожных покровов.
ПРОФИЛАКТИКА ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ.
Проводят организационно-технические, санитарно-гигиенические и медико-профилактические мероприятия. Необходимы рациональная организация труда, соблюдение норм радиационной безопасности. Все виды работ должны иметь эффективную экранизацию. При работах с закрытыми источниками излучения необходимо соблюдать правила хранения и переноски ампул с использованием контейнеров, манипуляторов и т.д. Большое значение придается дозиметрическому контролю, проведению предварительных и периодических медицинских осмотров. Перечень медицинских противопоказаний, препятствующих приему на работу с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений, включает большое число заболеваний различных органов и систем.
·Работа на ускорителях заряженных частиц.
Лица, занятые обслуживанием ускорительных установок, подвергаются комбинированному общему и местному воздействию γ-, b-излучения и нейтронов в дозах, как правило, не превышающих принятые предельно допустимые уровни (5 бэр за год работы). Средние дневные дозы в период ремонта для некоторых профессий близки к предельно допустимым.
·Обслуживание ядерных реакторов и энергетических установок, использующих ядерное горючее.
Основным радиационным фактором, связанным преимущественно с активной зоной реактора, является внешнее γ-излучение. Однако при некоторых условиях (плановом или аварийном нарушении целостности технологических коммуникаций) существенное значение может приобретать внешнее b-излучение, облучение нейтронами, поступление в окружающую среду радиоактивных аэрозолей. В условиях нормальной эксплуатации уровни облучения, как правило, близки к предельно допустимым. При периодических медицинских осмотрах лиц, обслуживающих ядерные реакторы и энергетические установки, необходим систематический контроль за общим соматическим состоянием, причем особое внимание надо обращать на нервную и сердечнососудистую системы, органы пищеварения и в первую очередь систему крови.
·Работа с открытыми (естественными) радиоактивными препаратами.
Производство светосоставов постоянного действия и работа со светящимися красками и пастами, содержащими радий, торий (стронций, тритий).
Внешнее γ-излучение от люминесцирующего вещества (в 1 г светящейся краски содержится 50-300 мккюри радия).излучение происходит вследствие поступления в организм из внешней среды радия и мезотория., γ-облучение кожных покровов происходят при непосредственном соприкосновении с радиоактивным веществом.
Облучение органов дыхания от поступающей в организм с вдыхаемым воздухом эманации радия и тория и их дочерних продуктов (в основном γ- и b- активных).
Критическими органами у лиц данной профессиональной группы являются костные структуры с заключенными в них кроветворными органами и легкие. При непосредственной работе по приготовлению светосоставов и несоблюдении правил безопасности возможно возникновение изменений на участках соприкосновения с изотопом (на кожных покровах, слизистой оболочке полости рта). Постоянное же неравномерное γ-облучение делает возможным появление общих лучевых реакций, заболеваний легких, костей и крови.
Работа с ураном и его соединениями. Органами преимущественного депонирования растворимых соединений урана являются почки, кости, печень; при ингаляционном поступлении, особенно малорастворимых соединений, - легкие. Период полувыведения урана из организма человека составляет 70-140 дней. При работе с природными урансодержащими минералами и особенно богатыми ураном рудами возможен радиационный компонент воздействия за счет γ- и b-излучения от продуктов распада радия. Внешнее γ-излучение урана не представляет существенной опасности - при депонировании количество активности внутри организма даже при инкорпорации обогащенных соединений не превышает, как правило, предельной дозы на критический орган у рабочих с большим стажем. Острая форма урановой интоксикации может возникнуть при аварийной ситуации и характеризуется клиническим синдромом с поражением печени, тяжелой токсической нефропатией вплоть до развития уремии.
Разведка полезных ископаемых может проводиться с использованием источников эталонов γ-излучения либо путем внесения искусственных радиоактивных изотопов в скважины и определением γ-излучения пород, облученных потоком нейтронов (нейтронный каротаж). Данные работы сопровождаются непосредственным контактом с γ-источниками и нейтронными источниками ионизирующих излучений. Основным радиационным фактором является внешнее излучение от нейтронных источников и γ-источников, размеры которого становятся существенными лишь при нарушении правил хранения, транспортировки и эксплуатации. Возможность поступления в организм двух этих высокотоксичных элементов, особенно a-активного полония, возникает при нарушении целостности ампул. При учете распределения и закономерностей выведения полония из организма (с мочой, калом) может быть ориентировочно определена поглощенная доза в различных органах и во всем организме. Когда путь поступления ингаляционный, поражение других органов вторично - поражаются печень, селезенка, лимфатические узлы, почки. Поражение крови при этом тяжелое в связи с постоянной циркуляцией радиоактивного вещества в кровяном русле.
·Работа с открытыми искусственными радиоактивными изотопами.
Для непосредственного определения степени опасности от дозы излучения пользуются специальными таблицами, а также можно проводить измерения на самом биологическом объекте. Наибольшее практическое применение получило сужение о возможной дозе облучения по показателям наличия радиоактивных изотопов в некоторых доступных исследованию биосубстратах (зубах, удаленных при операции, и при проведении биопсии ткани) и в естественных выделениях (моче, кале, слюне, желудочном соке, выдыхаемом воздухе). На настоящий момент имеется возможность измерения содержания и распределения в организме некоторых радиоактивных изотопов, обладающих относительно жестким b- и γ-излучением, с помощью специальных счетчиков.
4. Основные принципы обеспечения радиационной безопасности
Ионизирующая радиация при воздействии на организм человека может вызвать два вида эффектов, которые клинической медициной относятся к болезням: детерминированные пороговые эффекты (лучевая болезнь, лучевой дерматит, лучевая катаракта, лучевое бесплодие, аномалии в развитии плода и др.) и стохастические (вероятностные) беспороговые эффекты (злокачественные опухоли, лейкозы, наследственные болезни).
Нормирование радиационного воздействия началось в 30-е гг. ХХ века. В это время для профессиональных работников была установлена дневная допустимая доза, которая соответствовала допустимому пределу дозы (ДПД), равному 0,5 Зв в год [4]. До середины 1970-х гг. ДПД рассматривался как некий пороговый уровень, ниже которого отсутствуют вредные для здоровья эффекты облучения, в т. ч. отдаленные.
В 1977 г., в целях повышения уровня безопасности при использовании ионизирующего излучения и исходя из современных представлений о действии малых доз радиации, Международная комиссия радиационной защиты (МКРЗ) приняла концепцию беспороговой линейной зависимости возникновения злокачественных новообразований и генетических повреждений при нормировании радиационного фактора и оценки возможных неблагоприятных для здоровья отдаленных последствий облучения. Из этой концепции вытекают три основных принципа радиационной защиты, которые приняты в современном нормировании.
Принцип обоснования. Не должна проводиться любая деятельность, связанная с использованием источников ионизирующего излучения, если польза для отдельных лиц и общества в целом не превышает риска, вызванного дополнительным облучением (по отношению к естественному радиоактивному фону).
Принцип оптимизации. При использовании любого источника ионизирующего излучения индивидуальные дозы и число облучаемых людей должны поддерживаться на столь низком уровне, насколько это возможно и достижимо с учетом экономических и социальных факторов.
Принцип нормирования. Индивидуальная доза облучения персонала и населения от всех источников ионизирующего излучения в процессе их эксплуатации не должна превышать действующих дозовых пределов.
Реализация первого принципа осуществляется путем обязательного лицензирования деятельности, связанной с возможным воздействием на людей ионизирующего излучения.
Второй принцип реализуется путем автоматизации технологических процессов, оптимизации труда и введения системы контрольных уровней. Контрольные уровни - это значения дозовых пределов и допустимых уровней, устанавливаемых руководством учреждения (предприятия) и местными органами Госсанэпиднадзора в целях максимально возможного снижения радиационного воздействия на персонал, население и объекты окружающей природной среды по отношению к регламентируемым нормативам и исходя из достигнутого уровня радиационной безопасности.
Третий принцип реализуется путем осуществления государственного надзора за обеспечением радиационной безопасности и установленным порядком ответственности за превышение регламентируемых дозовых пределов.
Радиационная безопасность персонала, населения и окружающей природной среды считается обеспеченной, если соблюдаются основные принципы радиационной безопасности (обоснование, оптимизация, нормирование) и требования радиационной защиты
Основу системы радиационной безопасности составляют современные международные научные рекомендации, опыт стран, достигших высокого уровня радиационной защиты населения, и отечественный опыт. Данные мировой науки показывают, что соблюдение Международных основных норм безопасности, которые легли в основу отечественных нормативных документов, надежно гарантирует безопасность и работающих с источниками излучения, и всего населения. Главной целью радиационной безопасности является охрана здоровья населения, включая персонал, от вредного воздействия ионизирующего излучения путем соблюдения основных принципов и норм радиационной безопасности без необоснованных ограничений полезной деятельности при использовании излучения в различных областях хозяйства, в науке и медицине.
4.1 Требования к защите от природного облучения в производственных условиях
Требования по обеспечению радиационной безопасности при воздействии природных источников излучения в производственных условиях предъявляются к любым организациям, в которых облучение работников от природных радионуклидов превышает 1 мЗв/год. К ним, в частности, относятся организации, осуществляющие работы в подземных условиях (неурановые рудники, шахты и др.), а также добывающие и перерабатывающие минеральное и органическое сырье с повышенным содержанием природных радионуклидов. В проектной документации неурановых рудников и других подземных сооружений должны быть отражены вопросы радиационной безопасности.
Организации, добывающие и перерабатывающие руды с целью извлечения из них природных радионуклидов (урана, радия, тория и др.), а также организации, использующие эти радионуклиды, относятся к opгaнизациям, проводящим работы с техногенными источниками излучения.
Эффективная доза облучения природными источниками излучения всех работников, включая персонал, не должна превышать 5 мЗв в год в производственных условиях (любые профессии и производства).
Для составления перечня действующих организаций, цехов или отдельных рабочих мест, на которых должен осуществляться контроль радиационной обстановки, обусловленной природными источниками излучения, следует проводить их первичное обследование. Если в результате обследования в организации не обнаружено случаев превышения дозы облучения работников в 1 мЗв/год, то дальнейший радиационный контроль в ней не является обязательным. Однако при существенном изменении технологии производства, которые могут привести к увеличению облучения работников, следует провести повторное обследование. В организациях, в которых установлено превышение дозы 1 мЗв/год, но нет превышения дозы в 2 мЗв/год, следует проводить выборочный радиационный контроль рабочих мест с наибольшими уровнями облучения работников. В организациях, в которых дозы облучения работников превышают 2 мЗв/год, должны, кроме того, осуществляться постоянный контроль доз облучения и проводиться мероприятия по их снижению.
В случае обнаружения превышения установленного норматива (5 мЗв/год) администрация организации принимает все необходимые меры по снижению облучения работников. При невозможности соблюдения указанного норматива допускается приравнивание соответствующих работников по условиям труда к персоналу, работающему с техногенными источниками излучения. О принятом решении администрация организации информирует органы государственного санитарно-эпидемиологического надзора. На лиц, приравненных по условиям труда к персоналу, работающему с техногенными источниками излучения, распространяются все требования по обеспечению радиационной безопасности, установленные для персонала группы А.
Средние значения радиационных факторов в течение года, соответствующие при монофакторном воздействии эффективной дозе 5 мЗв за год при продолжительности работы 2000 ч/год, средней скорости дыхания 1,2 м 3/ч и радиоактивном равновесии радионуклидов уранового и ториевого рядов в производственной пыли, составляют:
мощность эффективной дозы g-излучения на рабочем месте -2,5 мкЗв/ч;
ЭРОАRn (эквивалентная равновесная объемная активность радона) в воздухе зоны дыхания - 310 Бк/м3;
ЭРОАTn (эквивалентная равновесная объемная активность торона) в воздухе зоны дыхания - 68 Бк/м3;
удельная активность в производственной пыли урана-238, находящегося в радиоактивном равновесии с членами своего ряда - 40/f кБк/кг, где f - среднегодовая общая запыленность воздуха в зоне дыхания, мг/м3;
удельная активность в производственной пыли тория-232, находящегося в радиоактивном равновесии с членами своего ряда, - 27/f, кБк/кг.
При многофакторном воздействии должно выполняться условие: сумма отношений воздействующих факторов к значениям, приведенным выше, не должна превышать 1.
4.2 Требования к ограничению облучения населения
Радиационная безопасность населения достигается путем ограничения воздействия от всех основных видов облучения. Возможности регулирования разных видов облучения существенно различаются, поэтому регламентация их осуществляется раздельно с применением разных методологических подходов и технических способов.
В отношении всех источников облучения населения следует принимать меры как по снижению дозы облучения у отдельных лиц, так и по уменьшению числа лиц, подвергающихся облучению, в соответствии с принципом оптимизации.
Требования по обеспечению радиационной безопасности населения распространяются на регулируемые природные источники излучения: изотопы радона и продукты их распада в воздухе помещений, g - излучение природных радионуклидов, содержащихся в строительных изделиях, природные радионуклиды в питьевой воде, удобрениях и полезных ископаемых. Органы исполнительной власти субъектов Российской Федерации планируют и проводят работы по оценке и снижению уровней облучения населения природными источниками излучения. Сведения об уровнях облучения населения природными источниками излучения заносятся в радиационно-гигиенические паспорта территорий[10].
Относительную степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз от природных источников излучения:
менее 2 мЗв/год - облучение не превышает средних значений доз для населения страны от природных источников излучения;
от 2 до 5 мЗв/год - повышенное облучение;
более 5 мЗв/год - высокое облучение.
Мероприятия по снижению высоких уровней облучения должны осуществляться в первоочередном порядке. Годовая доза облучения населения не должна превышать основные пределы доз. Указанные пределы доз относятся к средней дозе критической группы населения, рассматриваемой как сумма доз внешнего облучения за текущий год и ожидаемой дозы до 70 лет вследствие поступления радионуклидов в организм за текущий год.
Допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников излучения. При содержании природных и искусственных радионуклидов в питьевой воде, создающих эффективную дозу меньше 0,1 мЗв за год, не требуется проведения мероприятий по снижению ее радиоактивности. Предварительная оценка допустимости использования воды для питьевых целей может быть дана по удельной суммарной a - и b - активности, которая не должна превышать 0,1 и 1,0 Бк/кг, соответственно. Уровень вмешательства для 222Rn в питьевой воде составляет 60 Бк/кг.
Примечание : Критическим путем облучения людей за счет радона, содержащегося в питьевой воде, является переход радона в воздух помещения и последующее ингаляционное поступление дочерних продуктов радона.
Для минеральных и лечебных вод устанавливаются специальные нормативы.
.3 Критерии вмешательства на загрязненных территориях
Защита населения на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, осуществляется путем вмешательства на основе принципов безопасности при вмешательстве. При любых восстановительных действиях необходимо обеспечить не превышение уровня пороговых детерминированных эффектов у населения.
Числовые значения критериев вмешательства для территорий, загрязненных в результате радиационных аварий, и вмешательства при обнаружении локальных радиоактивных загрязнений («последствий прежней деятельности») различаются.
Критерии вмешательства на территориях, загрязненных в результате радиационных аварий
На разных стадиях аварии вмешательство регулируется зонированием загрязненных территорий, основанным на величине годовой эффективной дозы, которая может быть получена жителями в отсутствие мер радиационной защиты. Под годовой дозой здесь понимается эффективная доза, средняя у жителей населенного пункта за текущий год, обусловленная искусственными радионуклидами, поступившими в окружающую среду в результате радиационной аварии. На территории, где годовая эффективная доза не превышает 1 мЗв, производится обычный контроль радиоактивного загрязнения объектов окружающей среды и сельскохозяйственной продукции, по результатам которого оценивается доза облучения населения. Проживание и хозяйственная деятельность населения на этой территории по радиационному фактору не ограничивается. Эта территория не относится к зонам радиоактивного загрязнения. При величине годовой дозы более 1 мЗв загрязненные территории по характеру необходимого контроля обстановки и защитных мероприятий подразделяются на зоны.
. Зоны радиационного контроля - от 1 мЗв до 5 мЗв. В этой зоне, помимо мониторинга радиоактивности объектов окружающей среды, сельскохозяйственной продукции и доз внешнего и внутреннего облучения населения и его критических групп, осуществляются меры по снижению доз на основе принципа оптимизации и другие необходимые активные меры защиты населения.
. Зона ограниченного проживания населения - от 5 мЗв до 20 мЗв. В этой зоне осуществляются те же меры мониторинга и защиты населения, что и в зоне радиационного контроля. Добровольный въезд на указанную территорию для постоянного проживания не ограничивается. Лицам, въезжающим на указанную территорию для постоянного проживания, разъясняется риск ущербу здоровья, обусловленный, воздействием радиации.
. Зона отселения - от 20 мЗв до 50 мЗв. Въезд на указанную территорию для постоянного проживания не разрешен. В этой зоне запрещается постоянное проживание лиц репродуктивного возраста и детей. Здесь осуществляется радиационный мониторинг людей и объектов внешней среды, а также необходимые меры радиационной и медицинской защиты.
. Зона отчуждения - более 50 мЗв. В этой зоне постоянное проживание не допускается, а хозяйственная деятельность и природопользование регулируются специальными актами. Осуществляются меры мониторинга и защиты, работающих с обязательным индивидуальным дозиметрическим контролем.
Критерии вмешательства при обнаружении локальных радиоактивных загрязнений
. Уровень исследования - от 0,01 до 0,3 мЗв/год. Это такой уровень радиационного воздействия источника на население, при достижении которого требуется выполнить исследование источника с целью уточнения оценки величины годовой эффективной дозы и определения величины дозы, ожидаемой за 70 лет.
. Уровень вмешательства - более 0,3 мЗв/год. Это такой уровень радиационного воздействия, при превышении которого требуется проведение защитных мероприятий с целью ограничения облучения населения. Масштабы и характер мероприятий определяются с учетом интенсивности радиационного воздействия на население по величине ожидаемой коллективной эффективной дозы за 70 лет.
. Решение о необходимости, а также о характере, объеме и очередности защитных мероприятий принимается органами Госсанэпиднадзора с учетом следующих основных условий:
местонахождения загрязненных участков (жилая зона: дворовые участки, дороги и подъездные пути, жилые здания, сельскохозяйственные угодья, садовые и приусадебные участки и пр.; промышленная зона: территория предприятия, здания промышленного и административного назначения, места для сбора отходов и пр.);
площади загрязненных участков;
возможного проведения на участке загрязнения работ, действий (процессов), которые могут привести к увеличению уровней радиационного воздействия на население;
мощности дозы g - излучения, обусловленной радиоактивным загрязнением;
изменения мощности дозы g - излучения на различной глубине от поверхности почвы (при загрязнении территории).
4.4 Некоторые меры защиты от внешнего и внутреннего облучения
Как уже отмечалось, биологическое воздействие различных видов излучения неоднозначно, т.е. одна и та же поглощенная доза гамма- и альфа- излучения приводит к различному биологическому эффекту. С целью примерного выравнивания последствий воздействия различных видов излучения по их биологической эффективности введены понятия "относительной биологической эффективности " - ОБЭ излучения и эквивалентная доза облучения, единицей которой является зиверт (ЗВ).
Характер радиационного поражения организма определяется не только видом излучения, но ив значительной степени зависит от того было ли облучение внешним или внутренним.
Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Если же они оказываются в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попадают внутрь организма, то происходит внутреннее облучение тканей. В среднем примерно две трети эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом. Прежде чем попасть в организм человека радиоактивные вещества проходят по сложным маршрутам в окружающей среде и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника. Радиоактивные вещества, выпадающие на поверхность земли, включаются в биологический круговорот веществ, прежде всего через растения. Среди различных продуктов деления особенно большое значение имеет включение в биологический круговорот веществ радионуклидов стронция и прежде всего 90Sr, обладающим длительным периодом полураспада. При любом способе попадания в организм стронций прочно фиксируется в нем и очень медленно выводится.
Одним из существенных барьеров, препятствующих включению продуктов деления в биологический цикл, является почва, которая их сорбирует. В отличии от большинства продуктов деления 90Sr сравнительно легко десорбируется катионами нейтральных солей, что облегчает его поступление в растения и накопление в урожае.
В целях сокращения поступления 90Sr и некоторых других радионуклидов в организм человека и животных необходимо снижать интенсивность их вовлечения в биологический круговорот через растения. Поскольку 90Sr концентрируется, как правило, в верхнем слое почвы толщиной около 5 см (до 70% - 80%), его можно перевести глубокой вспашкой в нижние слои почвенного слоя, до которых не доходит корневая система растений. На глубине 25-30 см он не будет сильно влиять на жизнь растений. Необходимо отметить также, что применение некоторых агротехнических мероприятий, таких, как внесение в почву органических удобрений и извести снижает поступление в растения 90Sr.
Необходимо также принять меры, предотвращающие поступление в организм радиоактивных веществ с продовольствием и водой.
Запасы продовольствия и воды следует хранить в пыле - водонепроницаемых емкостях. Если запасы продовольствия оказались зараженными, и возникла необходимость потребления зараженных продуктов, то их необходимо подвергнуть дезактивации. Например, достаточно многие свежие фрукты и овощи обмыть или снять с них кожуру. Плохо дезактивируются продукты, имеющие пористую поверхность, они подлежат уничтожению или отлеживанию. Молоко от коров, находящихся в зоне радиоактивного заражения, в связи с наличием в нем радиоактивного йода, возможно, окажется непригодным для употребления в пищу, так как радиоактивность молока может сохраняться в течение нескольких недель.
При заражении водоемов радиоактивные вещества могут поступать в организм человека по биологическим цепочкам вода - водоросли, планктон рыба - человек или, если водоем служит для питьевого водоснабжения непосредственно по цепочке вода - человек. На водопроводных станциях питьевая вода, забираемая из подземных источников, может быть очищена от радиоактивных веществ осаждением коллоидных частиц с последующей фильтрацией. Питьевая вода, получаемая из подземных скважин либо хранящаяся в герметических емкостях, обычно не подвергается заражению радиоактивными веществами.
Среди мероприятий по сокращению поступления активных веществ в организм человека важное место отводится использованию средств защиты органов дыхания. Для этой цели пригодны в первую очередь респираторы различных типов (Р-2, Р-2д, «Лепесток», «Астра» и другие). При отсутствии респираторов могут быть использованы противогазы и простейшие средства защиты органов дыхания, такие, как противопыльная тканевая маска, ватно-марлевая повязка и другие. Применяются эти средства в период выпадения радиоактивных веществ и в течение нескольких последующих суток, когда радиоактивные вещества могут попадать в воздух в результате вторичного пылеобразования, обладая при этом высокой активностью.
Основными положениями, определяющими характер защиты от Y - излучения на загрязненной территории являются:
·Мощность дозы Y - излучения наиболее высока в первое время после выпадения радиоактивных осадков, поэтому защиту от Y - излучения необходимо осуществлять буквально с первого часа, даже с первых минут выпадения радиоактивных осадков. Начало выпадения проявляется резким повышением уровня радиации.
·Пребывание в любом здании или сооружении снижает дозу Y - облучения, т.к. радиоактивные осадки, загрязнившие местность, пропорциональны коэффициенту ослабления Y - излучения, свойственного строению этого типа.
·Вследствие того, что мощность дозы Y - излучения снижается быстрее вначале, укрытие человека в сооружениях с определенным коэффициентом ослабления на один и тот же срок не всегда равноценно. В первые сутки после выпадения радиоактивных осадков укрытие избавляет человека от действия излучения в значительно большей дозе, чем во вторые и тем более в последующие сутки.
4.5 Расчет защиты и защитные материалы
Работа с радиоактивными веществами должна выполняться в отдельных специально оборудованных помещениях. Для работы с газообразными и летучими веществами используются боксы (шкафы) с вмонтированными в них резиновыми перчатками или механическими манипуляторами. Такие боксы имеют закрытую систему вентиляции. Работы с открытыми источниками (например, радиоактивными пробами грунта и т.п.) также проводят в боксах, либо используют индивидуальные защитные средства, такие как пневмошлемы, противогазы, резиновые перчатки и т.п.
Источники большой активности, уровни дозы, превышающие предел дозы, закрывают защитными экранами. Выбор материала и толщины защитного экрана зависит от вида излучения, его энергии и активности источника.
Наиболее распространенным методом расчета защиты является метод расчета по необходимой кратности ослабления. Необходимая кратность ослабления определяется отношением дозы излучения в рассматриваемой точке к пределу дозы и показывает во сколько раз необходимо понизить уровень радиации с помощью защитных средств, чтобы обеспечить безопасные условия работы:
На основании расчетных и экспериментальных данных созданы таблицы и номограммы для определения толщины защиты от Y - излучения из различных материалов.
Для защиты от g - излучения используют свинец, бетон, железо, воду, вольфрам, объединенный уран и осмий. Защита из бетона (r = 2.3 г/см3) прочна, дешева, но весьма громоздка и тяжела. Свинец (r = 11.34 г/см3) эффективен, но имеет плохие механические свойства. Его используют для изготовления контейнеров (в оболочках из железа) для транспортировки изотопов. Вольфрам (r = 19.3 г/см3) и объединенный уран (r = 18.7 г/см3) используют в особо ответственных приборах для обеспечения минимального веса защиты.
Для защиты от a - излучения достаточен слой воздуха в несколько сантиметров или экран из плексигласа или стекла толщиной в несколько миллиметров.
При работе с b - излучением необходимо предусмотреть защиту непосредственно отb - частиц и защиту от тормозного излучения, возникающего при торможении b - частиц в защитном экране. Тормозное излучение представляет собой кванты энергии, аналогичные Y - квантам.
Поэтому для защиты от b - частиц используют комбинированные экраны. В таком экране со стороны источника располагают слой из материалов с малой атомной массой (плексиглас, карболит и т.п.), которые дают низкоэнергетическое тормозное излучение. Толщина этого слоя должна соответствовать длине максимального пробега b - частиц в данном материале. За ним следует слой из материала с большой атомной массой, обеспечивающий ослабление наведенного тормозного излучения.
Для защиты от нейтронного излучения применяют различные материалы в зависимости от его энергии. Нейтроны с энергией более 0.5 МэВ хорошо ослабляются в результате процессов неупругого рассеяния защитой, состоящей из железа. Нейтроны с энергией менее 0.5 МэВ эффективно ослабляются защитой, содержащей водород (вода, парафин), а также материалы, содержащие бериллий, графит.
Наиболее эффективные поглотители тепловых нейтронов - кадмий, бор и железо. Процесс захвата тепловых нейтронов сопровождается испусканием Y - излучения. Для комбинированной защиты от нейтронного и Y - излучения применяют слоевые экраны из тяжелых и легких материалов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Во введении указывался тот факт, что одним из серьезнейших упущений сегодня является отсутствие объективной информации. Тем не менее, уже проделана огромная работа по оценке радиационного загрязнения, и результаты исследований время от времени публикуются как в специальной литературе, так и в прессе. Но для понимания проблемы необходимо располагать не обрывочными данными, а ясно представлять целостную картину.
А она такова.
Мы не имеем права и возможности уничтожить основной источник радиационного излучения, а именно природу, а также не можем и не должны отказываться от тех преимуществ, которые нам дает наше знание законов природы и умение ими воспользоваться.
Человек- кузнец своего счастья, и поэтому, если он хочет жить и выживать, то он должен научиться безопасно использовать этого джина из бутылки под названием радиация. Человек еще молод для осознания дара, данного природой ему. Если он научится управлять им без вреда для себя и всего окружающего мира, то он достигнет небывалого рассвета цивилизации. А пока нам необходимо прожить первые робкие шаги, в изучении радиации и остаться в живых, сохранив накопленные знания для следующих поколений.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бадрутдинов О.Р. Нормативно-правовое обеспечение радиационной безопасности // Экологический консалтинг.- 2001.- №2.- С. 5-23.
. Григорьев Ю.Г. Памятка населению по радиационной безопасности.- М.: Энергоатомиздат, 1990.
. Котляров А.А., Кривашеев С.В., Курепин А.Д., Мурашов. Воздействие ядерного излучения радона и его дочерних продуктов распада на население / АНРИ (аппаратура и новости радиационных измерений), № 2, 1994.
. Профессиональные болезни: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений, обучающихся по специальности 033300 «Безопасность жизнедеятельности» / авт.-сост. Т. Я. Биндюк, О. В. Бессчетнова. - Балашов: Николаев, 2007. - 128 с.
. Ярошинская А.А. Ядерная энциклопедия.- М., 1996.