ionisierend Strahlung genannt, die beim Durchgang durch das Medium eine Ionisation oder Anregung der Moleküle des Mediums bewirkt. Ionisierende Strahlung wird wie elektromagnetische Strahlung nicht von den menschlichen Sinnen wahrgenommen. Daher ist es besonders gefährlich, da eine Person nicht weiß, dass sie ihr ausgesetzt ist. Ionisierende Strahlung wird auch Strahlung genannt.
Strahlung ist ein Strom von Teilchen (Alpha-Teilchen, Beta-Teilchen, Neutronen) oder elektromagnetischer Energie mit sehr hohen Frequenzen (Gamma- oder Röntgenstrahlen).
Die Verschmutzung der Produktionsumgebung mit Stoffen, die Quellen ionisierender Strahlung sind, wird als radioaktive Kontamination bezeichnet.
Nukleare Verschmutzung ist eine Form der physikalischen (Energie-)Verschmutzung, die mit der Überschreitung des natürlichen Gehalts an radioaktiven Stoffen in der Umwelt infolge menschlicher Aktivitäten verbunden ist.
Substanzen bestehen aus winzigen Teilchen chemischer Elemente - Atomen. Das Atom ist teilbar und hat eine komplexe Struktur. Im Zentrum eines Atoms eines chemischen Elements befindet sich ein materielles Teilchen, Atomkern genannt, um das Elektronen kreisen. Die meisten Atome chemischer Elemente haben eine große Stabilität, d.h. Stabilität. Bei einer Reihe von Elementen, die in der Natur bekannt sind, zerfallen die Kerne jedoch spontan. Solche Elemente werden aufgerufen Radionuklide. Dasselbe Element kann mehrere Radionuklide enthalten. In diesem Fall werden sie gerufen Radioisotope Chemisches Element. Der spontane Zerfall von Radionukliden wird von radioaktiver Strahlung begleitet.
Spontaner Zerfall der Kerne bestimmter chemischer Elemente (Radionuklide) genannt Radioaktivität.
Radioaktive Strahlung kann verschiedener Art sein: Teilchenströme mit hoher Energie, eine elektromagnetische Welle mit einer Frequenz von mehr als 1,5.10 17 Hz.
Die emittierten Partikel kommen in vielen Formen vor, aber die am häufigsten emittierten sind Alpha-Partikel (α-Strahlung) und Beta-Partikel (β-Strahlung). Das Alpha-Teilchen ist schwer und hat eine hohe Energie; es ist der Kern des Heliumatoms. Ein Beta-Teilchen ist etwa 7336-mal leichter als ein Alpha-Teilchen, kann aber auch eine hohe Energie haben. Betastrahlung ist ein Strom von Elektronen oder Positronen.
Radioaktive elektromagnetische Strahlung (auch Photonenstrahlung genannt) ist je nach Frequenz der Welle Röntgen- (1.5.10 17 ... 5.10 19 Hz) und Gammastrahlung (über 5.10 19 Hz). Natürliche Strahlung ist nur Gammastrahlung. Röntgenstrahlung ist künstlich und tritt in Kathodenstrahlröhren mit Spannungen von mehreren zehn und hunderttausend Volt auf.
Radionuklide, die Partikel emittieren, verwandeln sich in andere Radionuklide und chemische Elemente. Radionuklide zerfallen unterschiedlich schnell. Die Zerfallsrate von Radionukliden wird genannt Aktivität. Die Maßeinheit der Aktivität ist die Anzahl der Zerfälle pro Zeiteinheit. Ein Zerfall pro Sekunde wird als Becquerel (Bq) bezeichnet. Oft wird eine andere Einheit verwendet, um die Aktivität zu messen - Curie (Ku), 1 Ku = 37,10 9 Bq. Eines der ersten ausführlich untersuchten Radionuklide war Radium-226. Sie wurde erstmals von den Curies untersucht, nach denen die Maßeinheit der Aktivität benannt ist. Die Anzahl der pro Sekunde auftretenden Zerfälle in 1 g Radium-226 (Aktivität) beträgt 1 Ku.
Man nennt die Zeit, die es dauert, bis die Hälfte eines Radionuklids zerfallen ist Halbwertzeit(T 1/2). Jedes Radionuklid hat seine eigene Halbwertszeit. Der Bereich von T 1/2 für verschiedene Radionuklide ist sehr breit. Sie ändert sich von Sekunden zu Milliarden von Jahren. Beispielsweise hat das bekannteste natürliche Radionuklid, Uran-238, eine Halbwertszeit von etwa 4,5 Milliarden Jahren.
Während des Zerfalls nimmt die Menge des Radionuklids ab und seine Aktivität nimmt ab. Das Muster, nach dem die Aktivität abnimmt, gehorcht dem Gesetz des radioaktiven Zerfalls:
wo SONDERN 0 - anfängliche Aktivität, SONDERN- Aktivität über einen bestimmten Zeitraum t.
Arten ionisierender Strahlung
Ionisierende Strahlung entsteht beim Betrieb von Geräten auf Basis radioaktiver Isotope, beim Betrieb von Vakuumgeräten, Displays etc.
Ionisierende Strahlungen sind korpuskular(Alpha, Beta, Neutron) und elektromagnetisch(Gamma-, Röntgen-)Strahlung, die bei der Wechselwirkung mit Materie geladene Atome und Ionenmoleküle erzeugen kann.
Alpha-Strahlung ist ein Strom von Heliumkernen, der von Materie beim radioaktiven Zerfall von Kernen oder bei Kernreaktionen emittiert wird.
Je größer die Energie der Teilchen ist, desto größer ist die von ihnen verursachte Gesamtionisation im Stoff. Die Reichweite der von einer radioaktiven Substanz emittierten Alpha-Partikel erreicht 8-9 cm in der Luft und in lebendem Gewebe mehrere zehn Mikrometer. Alpha-Teilchen haben eine relativ große Masse und verlieren bei der Wechselwirkung mit Materie schnell ihre Energie, was ihre geringe Durchdringungsfähigkeit und ihre hohe spezifische Ionisierung bestimmt, die sich auf mehrere Zehntausend Ionenpaare pro 1 cm Weg in Luft beläuft.
Betastrahlung - der Fluss von Elektronen oder Positronen, der durch radioaktiven Zerfall entsteht.
Die maximale Reichweite von Beta-Partikeln in der Luft beträgt 1800 cm und in lebendem Gewebe - 2,5 cm Die Ionisierungsfähigkeit von Beta-Partikeln ist geringer (mehrere zehn Paare pro 1 cm Reichweite) und die Durchdringungskraft ist höher als die von Alpha-Teilchen.
Neutronen, deren Fluss sich bildet Neutronenstrahlung, ihre Energie in elastische und inelastische Wechselwirkungen mit Atomkernen umwandeln.
Bei inelastischen Wechselwirkungen entsteht Sekundärstrahlung, die sowohl aus geladenen Teilchen als auch aus Gammaquanten (Gammastrahlung) bestehen kann: Bei elastischen Wechselwirkungen ist eine gewöhnliche Ionisation eines Stoffes möglich.
Die Durchdringungskraft von Neutronen hängt weitgehend von ihrer Energie und der Zusammensetzung der Materie der Atome ab, mit denen sie wechselwirken.
Gammastrahlung - elektromagnetische (Photonen-)Strahlung, die bei Kernumwandlungen oder Teilchenwechselwirkungen emittiert wird.
Gammastrahlung hat eine hohe Durchschlagskraft und eine geringe ionisierende Wirkung.
Röntgenstrahlung entsteht in der Umgebung der Quelle der Betastrahlung (in Röntgenröhren, Elektronenbeschleunigern) und ist eine Kombination aus Bremsstrahlung und charakteristischer Strahlung. Bremsstrahlung ist Photonenstrahlung mit kontinuierlichem Spektrum, die emittiert wird, wenn sich die kinetische Energie geladener Teilchen ändert; charakteristische Strahlung ist eine Photonenstrahlung mit einem diskreten Spektrum, die emittiert wird, wenn sich der Energiezustand von Atomen ändert.
Röntgenstrahlen haben wie Gammastrahlung ein geringes Ionisationsvermögen und eine große Eindringtiefe.
Quellen ionisierender Strahlung
Die Art der Strahlenschädigung einer Person hängt von der Art der Quellen ionisierender Strahlung ab.
Die natürliche Hintergrundstrahlung besteht aus kosmischer Strahlung und Strahlung natürlich verteilter radioaktiver Stoffe.
Zusätzlich zur natürlichen Exposition ist eine Person einer Exposition aus anderen Quellen ausgesetzt, zum Beispiel: bei der Herstellung von Röntgenstrahlen des Schädels - 0,8-6 R; Wirbelsäule - 1,6-14,7 R; Lungen (Fluorographie) - 0,2-0,5 R Brust mit Fluoroskopie - 4,7-19,5 R; Magen-Darm-Trakt mit Durchleuchtung - 12-82 R; Zähne - 3-5 R.
Eine einmalige Bestrahlung mit 25-50 rem führt zu geringfügigen kurzlebigen Veränderungen im Blut, bei Dosen von 80-120 rem treten Anzeichen einer Strahlenkrankheit auf, jedoch ohne tödlichen Ausgang. Akute Strahlenkrankheit entwickelt sich mit einer einzigen Bestrahlung von 200-300 rem, während ein tödlicher Ausgang in 50% der Fälle möglich ist. Der tödliche Ausgang tritt in 100% der Fälle bei Dosen von 550-700 rem auf. Derzeit gibt es eine Reihe von Anti-Strahlen-Medikamenten. Abschwächung der Strahlungswirkung.
Chronische Strahlenkrankheit kann sich bei kontinuierlicher oder wiederholter Exposition gegenüber Dosen entwickeln, die deutlich niedriger sind als diejenigen, die eine akute Form verursachen. Die charakteristischsten Anzeichen der chronischen Form der Strahlenkrankheit sind Veränderungen im Blut, Störungen des Nervensystems, lokale Hautläsionen, Schäden an der Augenlinse und eine Abnahme der Immunität.
Der Grad hängt davon ab, ob die Exposition extern oder intern ist. Eine innere Exposition ist durch Einatmen, Verschlucken von Radioisotopen und deren Eindringen in den menschlichen Körper durch die Haut möglich. Einige Substanzen werden in bestimmten Organen absorbiert und akkumuliert, was zu hohen lokalen Strahlendosen führt. Beispielsweise können sich im Körper anreichernde Jod-Isotope die Schilddrüse schädigen, Seltenerd-Elemente können Lebertumore verursachen, Cäsium- und Rubidium-Isotope können Weichteiltumoren verursachen.
Künstliche Strahlungsquellen
Neben der Exposition durch natürliche Strahlungsquellen, die es immer und überall gab und gibt, sind im 20. Jahrhundert zusätzliche Strahlungsquellen im Zusammenhang mit menschlicher Aktivität aufgetreten.
Das ist zunächst der Einsatz von Röntgen- und Gammastrahlung in der Medizin bei der Diagnose und Behandlung von Patienten. , die mit geeigneten Verfahren erhalten werden, können sehr groß sein, insbesondere bei der Behandlung von bösartigen Tumoren mit Strahlentherapie, wenn sie direkt in der Tumorzone 1000 rem oder mehr erreichen können. Bei Röntgenuntersuchungen hängt die Dosis vom Untersuchungszeitpunkt und dem zu diagnostizierenden Organ ab und kann stark variieren – von wenigen Rem bei der Aufnahme eines Zahns bis zu mehreren zehn Rem bei der Untersuchung des Magen-Darm-Trakts und der Lunge . Durchleuchtungsbilder ergeben die Mindestdosis, und auf vorbeugende jährliche Durchleuchtungsuntersuchungen sollte keinesfalls verzichtet werden. Die durchschnittliche Dosis, die Menschen aus der medizinischen Forschung erhalten, beträgt 0,15 Rem pro Jahr.
In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts begannen die Menschen, Strahlung aktiv für friedliche Zwecke einzusetzen. Verschiedene Radioisotope werden in der wissenschaftlichen Forschung, in der Diagnostik technischer Objekte, in der Instrumentierung usw. und schließlich in der Kernenergie verwendet. Kernkraftwerke werden in Kernkraftwerken (KKW), Eisbrechern, Schiffen und U-Booten eingesetzt. Derzeit sind allein in Kernkraftwerken mehr als 400 Kernreaktoren mit einer elektrischen Gesamtleistung von über 300 Millionen kW in Betrieb. Für die Produktion und Verarbeitung von Kernbrennstoffen hat sich ein ganzer Unternehmenskomplex zusammengeschlossen Kernbrennstoffkreislauf(NFC).
Der Kernbrennstoffkreislauf umfasst Unternehmen zur Gewinnung von Uran (Uranminen), dessen Anreicherung (Anreicherungsanlagen), die Herstellung von Brennelementen, Kernkraftwerke selbst, Unternehmen zur Weiterverarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe (radiochemische Anlagen), für die Zwischenlagerung und Verarbeitung der anfallenden Kernbrennstoffabfälle und schließlich Endlagerung radioaktiver Abfälle (Grabstätten). Auf allen Stufen der NFC wirken sich radioaktive Stoffe mehr oder weniger stark auf das Betriebspersonal aus, auf allen Stufen kann es zu (normalen oder unfallbedingten) Freisetzungen von Radionukliden in die Umwelt kommen und eine zusätzliche Dosis für die Bevölkerung, insbesondere die darin lebende, verursachen Bereich der NFC-Unternehmen.
Woher kommen Radionuklide während des normalen Betriebs von Kernkraftwerken? Die Strahlung in einem Atomreaktor ist enorm. Brennstoffspaltfragmente, verschiedene Elementarteilchen können Schutzhüllen und Mikrorisse durchdringen und in das Kühlmittel und die Luft gelangen. Eine Reihe von technologischen Vorgängen bei der Erzeugung elektrischer Energie in Kernkraftwerken können zu Wasser- und Luftverschmutzung führen. Daher sind Kernkraftwerke mit einem Wasser- und Gasreinigungssystem ausgestattet. Die Emissionen in die Atmosphäre erfolgen durch einen hohen Schornstein.
Während des normalen Betriebs von Kernkraftwerken sind die Emissionen in die Umwelt gering und haben nur geringe Auswirkungen auf die in der Nähe lebende Bevölkerung.
Die größte Gefahr aus Sicht des Strahlenschutzes geht von Anlagen zur Verarbeitung abgebrannter Kernbrennstoffe aus, die eine sehr hohe Aktivität aufweisen. Diese Unternehmen erzeugen eine große Menge flüssiger Abfälle mit hoher Radioaktivität, es besteht die Gefahr, dass sich eine spontane Kettenreaktion entwickelt (nukleare Gefahr).
Das Problem des Umgangs mit radioaktivem Abfall, der eine sehr bedeutende Quelle radioaktiver Kontamination der Biosphäre darstellt, ist sehr schwierig.
Aufwändige und kostspielige Abstrahlungen bei NFC-Unternehmen ermöglichen es jedoch, den Schutz von Mensch und Umwelt auf sehr kleine Werte zu gewährleisten, die deutlich unter dem bestehenden technogenen Hintergrund liegen. Eine andere Situation tritt auf, wenn von der normalen Betriebsweise abgewichen wird, und insbesondere bei Unfällen. So führte der Unfall im Jahr 1986 (der auf globale Katastrophen zurückzuführen ist - der größte Unfall in den Unternehmen des Kernbrennstoffkreislaufs in der gesamten Geschichte der Entwicklung der Kernenergie) im Kernkraftwerk Tschernobyl zur Freisetzung von nur 5 % des gesamten Kraftstoffs in die Umwelt. Dadurch wurden Radionuklide mit einer Gesamtaktivität von 50 Millionen Ci in die Umwelt freigesetzt. Diese Freisetzung führte zur Exposition einer großen Anzahl von Menschen, einer großen Anzahl von Todesfällen, der Kontamination sehr großer Gebiete und der Notwendigkeit einer Massenumsiedlung von Menschen.
Der Unfall im Kernkraftwerk Tschernobyl hat deutlich gemacht, dass die nukleare Energiegewinnung nur möglich ist, wenn Großunfälle in Betrieben des Kernbrennstoffkreislaufs grundsätzlich ausgeschlossen werden.
51. Ionisierende Strahlung. Arten ionisierender Strahlung, Hauptmerkmale.
KI werden in 2 Typen unterteilt:
Korpuskulare Strahlung
- 𝛼-Strahlung ist ein Strom von Heliumkernen, der von einer Substanz beim radioaktiven Zerfall oder bei Kernreaktionen emittiert wird;
- 𝛽-Strahlung - ein Strom von Elektronen oder Positronen, der durch radioaktiven Zerfall entsteht;
Neutronenstrahlung (Bei elastischen Wechselwirkungen tritt die übliche Ionisierung von Materie auf. Bei inelastischen Wechselwirkungen tritt Sekundärstrahlung auf, die sowohl aus geladenen Teilchen als auch aus Quanten bestehen kann).
2. Elektromagnetische Strahlung
- 𝛾-Strahlung ist elektromagnetische (Photonen-)Strahlung, die bei Kernumwandlungen oder Wechselwirkungen von Teilchen emittiert wird;
Röntgenstrahlung - tritt in der Umgebung der Strahlungsquelle in Röntgenröhren auf.
KI-Eigenschaften: Energie (MeV); Geschwindigkeit (km/s); Laufleistung (in Luft, in lebendem Gewebe); Ionisierungskapazität (Ionenpaar pro 1 cm Weg in Luft).
Die niedrigste Ionisierungsfähigkeit von α-Strahlung.
Geladene Teilchen führen zu einer direkten, starken Ionisierung.
Die Aktivität (A) eines radioaktiven Stoffes ist die Anzahl der spontanen Kernumwandlungen (dN) in diesem Stoff in kurzer Zeit (dt):
1 Bq (Becquerel) entspricht einer Kernumwandlung pro Sekunde.
52. Ionisierende Strahlung. Dosen ionisierender Strahlung und Maßeinheiten.
Ionisierende Strahlung (IR) ist Strahlung, deren Wechselwirkung mit dem Medium zur Bildung von Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen führt. Ionisierende Strahlung tritt beim radioaktiven Zerfall, bei Kernumwandlungen sowie bei der Wechselwirkung geladener Teilchen, Neutronen, Photonen (elektromagnetischer) Strahlung mit Materie auf.
Strahlendosis ist der Wert, der zur Beurteilung der Exposition gegenüber ionisierender Strahlung verwendet wird.
Belichtungsdosis(charakterisiert die Strahlungsquelle durch den Ionisationseffekt):
Expositionsdosis am Arbeitsplatz bei Arbeiten mit radioaktiven Stoffen:
wobei A die Aktivität der Quelle [mCi], K die Gammakonstante des Isotops [Rcm2/(hmCi)], t die Expositionszeit, r die Entfernung der Quelle zum Arbeitsplatz [cm] ist.
Dosisleistung(Bestrahlungsintensität) - das Inkrement der entsprechenden Dosis unter dem Einfluss dieser Strahlung pro Einheit. Zeit.
Expositionsdosisleistung [rh -1 ].
Absorbierte Dosis zeigt an, wie viel KI-Energie von der Einheit absorbiert wird. Massen der bestrahlten In-va:
D-Absorption = D erw. K1
wo K 1 - Koeffizient unter Berücksichtigung der Art der bestrahlten Substanz
Absorption Dosis, Gray, [J/kg]=1Gy
Dosisäquivalent gekennzeichnet durch chronische Exposition gegenüber Strahlung beliebiger Zusammensetzung
H = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.
Q ist ein dimensionsloser Gewichtungsfaktor für eine bestimmte Strahlungsart. Für Röntgen- und -Strahlung ist Q=1, für Alpha-, Beta-Teilchen und Neutronen Q=20.
Effektive Äquivalentdosis Zeichenempfindlichkeit dekomp. Organe und Gewebe durch Strahlung.
Bestrahlung unbelebter Objekte - Absorbieren. Dosis
Bestrahlung lebender Objekte - Äquiv. Dosis
53. Die Wirkung ionisierender Strahlung(KI) auf dem Körper. Externe und interne Exposition.
Die biologische Wirkung von AI basiert auf der Ionisierung von lebendem Gewebe, was zum Aufbrechen molekularer Bindungen und einer Veränderung der chemischen Struktur verschiedener Verbindungen führt, was zu einer Veränderung der DNA von Zellen und deren anschließendem Tod führt.
Eine Verletzung der lebenswichtigen Prozesse des Körpers äußert sich in solchen Störungen wie
Hemmung der Funktionen der blutbildenden Organe,
Verletzung der normalen Blutgerinnung und erhöhte Zerbrechlichkeit der Blutgefäße,
Störung des Magen-Darm-Traktes,
Verringerte Resistenz gegen Infektionen
Erschöpfung des Körpers.
Äußere Exposition tritt auf, wenn sich die Strahlungsquelle außerhalb des menschlichen Körpers befindet und es keine Möglichkeit gibt, in das Innere einzudringen.
Interne Exposition Ursprung wenn die Quelle der KI in einer Person liegt; während die interne Die Bestrahlung ist auch aufgrund der Nähe der IR-Quelle zu Organen und Geweben gefährlich.
Schwelleneffekte (Í > 0,1 Sv/Jahr) abhängig von der IR-Dosis, treten bei lebenslanger Expositionsdosis auf
Strahlenkrankheit ist eine Krankheit, die durch Symptome gekennzeichnet ist, die bei Exposition gegenüber AI auftreten, wie z. B. eine Abnahme der hämatopoetischen Fähigkeit, Magen-Darm-Störungen und eine Abnahme der Immunität.
Der Grad der Strahlenkrankheit hängt von der Strahlendosis ab. Am schwersten ist der 4. Grad, der bei einer AI-Exposition mit einer Dosis von mehr als 10 Gray auftritt. Chronische Strahlenschäden werden normalerweise durch innere Exposition verursacht.
Wirkungen ohne Schwellenwert (stochastische) treten bei H.-Dosen auf<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.
Stochastische Effekte umfassen:
Somatische Veränderungen
Immunveränderungen
genetische Veränderungen
Das Prinzip der Rationierung – d.h. Nichtüberschreitung zulässiger Grenzen individuell. Strahlendosen aus allen KI-Quellen.
Begründungsprinzip – d.h. Verbot aller Arten von Aktivitäten zur Nutzung von KI-Quellen, bei denen der Nutzen für eine Person und die Gesellschaft das Risiko eines möglichen Schadens, der zusätzlich zur natürlichen Strahlung verursacht wird, nicht übersteigt. Tatsache.
Optimierungsprinzip - Wartung auf dem geringstmöglichen und erreichbaren Niveau unter Berücksichtigung der Wirtschaftlichkeit. und sozial individuelle Faktoren. Expositionsdosen und die Anzahl exponierter Personen bei Verwendung einer AI-Quelle.
SanPiN 2.6.1.2523-09 „Strahlenschutznormen“.
In Übereinstimmung mit diesem Dokument, 3 gr. Personen:
gr.A - das sind sicher Gesichter. Arbeiten mit künstlichen KI-Quellen
GR .B - das sind Personen, Bedingungen für die Arbeit der Katze nah-Xia im unmittelbaren. Brise aus der KI-Quelle, aber deyat. diese Personen sofort. ist nicht mit der Quelle verbunden.
GR .BEIM ist der Rest der Bevölkerung inkl. Personen gr. A und B außerhalb ihrer Produktionstätigkeiten.
Die Hauptdosisgrenze ist eingestellt. nach effektiver Dosis:
Für Personen Gr.A: 20mSv pro Jahr am Mi. für die nächsten 5 Jahre, aber nicht mehr als 50 mSv Im Jahr.
Für Personengruppe B: 1mSv pro Jahr am Mi. für die nächsten 5 Jahre, aber nicht mehr als 5 mSv Im Jahr.
Für Personengruppe B: sollte ¼ der Werte für Personalgruppe A nicht überschreiten.
Bei einem durch einen Strahlenunfall verursachten Notfall gibt es einen sog. Spitze erhöhte Exposition, Kat. ist nur in den Fällen zulässig, in denen keine Maßnahmen ergriffen werden können, die eine Schädigung des Körpers ausschließen.
Die Verwendung solcher Dosen kann sein nur durch Lebensrettung und Unfallverhütung gerechtfertigt, zusätzlich nur für Männer über 30 Jahre mit freiwilliger schriftlicher Vereinbarung.
AI-Schutz m/s:
Mengenschutz
zeitlicher Schutz
Distanzschutz
Zonierung
Fernbedienung
Abschirmung
Zum Schutz vorγ -Strahlung: metallisch Siebe mit großem Atomgewicht (W, Fe) sowie aus Beton, Gusseisen.
Zum Schutz vor β-Strahlung: Es werden Materialien mit niedriger Atommasse (Aluminium, Plexiglas) verwendet.
Zum Schutz vor α-Strahlung: H2-haltige Metalle verwenden (Wasser, Paraffin etc.)
Siebdicke К=Ро/Рdop, Ро – Leistung. Dosis, gemessen pro rad. Ort; Rdop - maximal zulässige Dosis.
Zonierung - Aufteilung des Territoriums in 3 Zonen: 1) Unterschlupf; 2) Objekte und Räumlichkeiten, in denen Menschen finden können; 3) Zonenposten. Aufenthalt von Menschen.
Dosimetrische Kontrolle basierend auf isp-ii-trace. Methoden: 1. Ionisation 2. Phonographisch 3. Chemisch 4. Kalorimetrisch 5. Szintillation.
Grundgeräte , verwendet für Dosimetrie. Steuerung:
Röntgenmessgerät (zum Messen starker exp. Dosen)
Radiometer (zur Messung der AI-Flussdichte)
Individuell. Dosimeter (zur Messung der Exposition oder Energiedosis).
Kernenergie wird sehr aktiv für friedliche Zwecke genutzt, beispielsweise beim Betrieb eines Röntgengeräts, eines Beschleunigers, der es ermöglichte, ionisierende Strahlung in der Volkswirtschaft zu verbreiten. Da der Mensch dem täglich ausgesetzt ist, ist es notwendig herauszufinden, welche Folgen ein gefährlicher Kontakt haben kann und wie man sich schützen kann.
Hauptmerkmal
Ionisierende Strahlung ist eine Art Strahlungsenergie, die in eine bestimmte Umgebung eintritt und den Prozess der Ionisierung im Körper verursacht. Eine ähnliche Eigenschaft ionisierender Strahlung eignet sich für Röntgenstrahlen, radioaktive und hohe Energien und vieles mehr.
Ionisierende Strahlung wirkt direkt auf den menschlichen Körper. Trotz der Tatsache, dass ionisierende Strahlung in der Medizin verwendet werden kann, ist sie äußerst gefährlich, wie ihre Eigenschaften und Eigenschaften zeigen.
Bekannte Varianten sind radioaktive Bestrahlungen, die durch willkürliche Spaltung des Atomkerns entstehen, die die Umwandlung chemischer und physikalischer Eigenschaften bewirkt. Stoffe, die zerfallen können, gelten als radioaktiv.
Sie sind künstlich (siebenhundert Elemente), natürlich (fünfzig Elemente) - Thorium, Uran, Radium. Es sollte beachtet werden, dass sie krebserregende Eigenschaften haben, Toxine freigesetzt werden, wenn sie Menschen ausgesetzt werden, die Krebs und Strahlenkrankheit verursachen können.
Es ist notwendig, die folgenden Arten von ionisierender Strahlung zu beachten, die den menschlichen Körper beeinflussen:
Alpha
Sie gelten als positiv geladene Heliumionen, die beim Zerfall der Kerne schwerer Elemente entstehen. Der Schutz vor ionisierender Strahlung erfolgt mit einem Blatt Papier, einem Tuch.
Beta
- ein Strom negativ geladener Elektronen, der beim Zerfall radioaktiver Elemente entsteht: künstlich, natürlich. Der Schädigungsfaktor ist viel höher als bei der vorherigen Art. Als Schutz benötigen Sie einen dickeren Bildschirm, der haltbarer ist. Zu diesen Strahlungen gehören Positronen.
Gamma
- eine harte elektromagnetische Schwingung, die nach dem Zerfall der Kerne radioaktiver Substanzen auftritt. Es gibt einen hohen Durchdringungsfaktor, der die gefährlichste Strahlung der drei aufgeführten für den menschlichen Körper darstellt. Um die Strahlen abzuschirmen, müssen Sie spezielle Geräte verwenden. Dafür braucht es gute und langlebige Materialien: Wasser, Blei und Beton.
Röntgen
Ionisierende Strahlung entsteht bei der Arbeit mit einer Röhre, komplexen Anlagen. Die Eigenschaft ähnelt Gammastrahlen. Der Unterschied liegt im Ursprung, der Wellenlänge. Es gibt einen durchdringenden Faktor.
Neutron
Neutronenstrahlung ist ein Strom ungeladener Neutronen, die mit Ausnahme von Wasserstoff Bestandteil von Kernen sind. Durch die Bestrahlung erhalten Stoffe einen Teil der Radioaktivität. Es gibt den größten Durchdringungsfaktor. All diese Arten ionisierender Strahlung sind sehr gefährlich.
Hauptquellen der Strahlung
Quellen ionisierender Strahlung sind künstlich, natürlich. Grundsätzlich erhält der menschliche Körper Strahlung aus natürlichen Quellen, dazu gehören:
- terrestrische Strahlung;
- innere Bestrahlung.
Was die Quellen terrestrischer Strahlung betrifft, so sind viele von ihnen krebserregend. Diese beinhalten:
- Uranus;
- Kalium;
- Thorium;
- Polonium;
- führen;
- Rubidium;
- Radon.
Die Gefahr besteht darin, dass sie krebserregend sind. Radon ist ein Gas, das keinen Geruch, keine Farbe und keinen Geschmack hat. Es ist siebeneinhalb Mal schwerer als Luft. Seine Zerfallsprodukte sind viel gefährlicher als Gas, daher sind die Auswirkungen auf den menschlichen Körper äußerst tragisch.
Zu den künstlichen Quellen gehören:
- Atomkraft;
- Anreicherungsfabriken;
- Uranminen;
- Begräbnisstätten mit radioaktiven Abfällen;
- Röntgengeräte;
- Nukleare Explosion;
- wissenschaftliche Labors;
- Radionuklide, die in der modernen Medizin aktiv eingesetzt werden;
- Beleuchtungsgeräte;
- Computer und Telefone;
- Haushaltsgeräte.
Bei Vorhandensein dieser Quellen in der Nähe gibt es einen Faktor der absorbierten Dosis ionisierender Strahlung, deren Einheit von der Dauer der Exposition gegenüber dem menschlichen Körper abhängt.
Der Betrieb von Quellen ionisierender Strahlung erfolgt täglich, zum Beispiel: wenn Sie an einem Computer arbeiten, eine Fernsehsendung ansehen oder mit einem Mobiltelefon oder Smartphone sprechen. Alle diese Quellen sind zu einem gewissen Grad krebserregend, sie können schwere und tödliche Krankheiten verursachen.
Die Platzierung von Quellen ionisierender Strahlung umfasst eine Liste wichtiger, verantwortungsvoller Arbeiten im Zusammenhang mit der Entwicklung eines Projekts für den Standort von Bestrahlungsanlagen. Alle Strahlungsquellen enthalten eine bestimmte Strahlungseinheit, die jeweils eine bestimmte Wirkung auf den menschlichen Körper hat. Dazu gehören Manipulationen, die für die Installation durchgeführt werden, Inbetriebnahme dieser Installationen.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Entsorgung von Quellen ionisierender Strahlung obligatorisch ist.
Es ist ein Prozess, der zur Stilllegung von Erzeugungsquellen beiträgt. Dieses Verfahren besteht aus technischen und administrativen Maßnahmen, die darauf abzielen, die Sicherheit des Personals, der Öffentlichkeit und des Umweltschutzes zu gewährleisten. Krebserregende Quellen und Geräte stellen eine große Gefahr für den menschlichen Körper dar und müssen daher entsorgt werden.
Merkmale der Strahlungsregistrierung
Die Eigenschaft ionisierender Strahlung zeigt, dass sie unsichtbar ist, keinen Geruch und keine Farbe hat und daher schwer zu erkennen ist.
Dafür gibt es Verfahren zur Erfassung ionisierender Strahlung. Was die Nachweismethoden betrifft, so wird alles indirekt durchgeführt, einige Eigenschaften werden als Grundlage genommen.
Folgende Methoden zum Nachweis ionisierender Strahlung werden eingesetzt:
- Physikalisch: Ionisation, Proportionalzähler, Gasentladungs-Geiger-Müller-Zähler, Ionisationskammer, Halbleiterzähler.
- Kalorimetrische Nachweismethode: biologisch, klinisch, fotografisch, hämatologisch, zytogenetisch.
- Fluoreszierend: Fluoreszenz- und Szintillationszähler.
- Biophysikalische Methode: Radiometrie, berechnet.
Die Dosimetrie ionisierender Strahlung wird mit Hilfe von Geräten durchgeführt, die in der Lage sind, die Strahlungsdosis zu bestimmen. Das Gerät besteht aus drei Hauptteilen - Impulszähler, Sensor, Stromversorgung. Strahlungsdosimetrie ist dank eines Dosimeters, eines Radiometers, möglich.
Einflüsse auf eine Person
Besonders gefährlich ist die Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper. Folgende Folgen sind möglich:
- es gibt einen Faktor sehr tiefer biologischer Veränderung;
- es gibt einen kumulativen Effekt einer Einheit absorbierter Strahlung;
- die Wirkung manifestiert sich im Laufe der Zeit, da eine Latenzzeit festgestellt wird;
- alle inneren Organe, Systeme haben eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber einer Einheit absorbierter Strahlung;
- Strahlung betrifft alle Nachkommen;
- die Wirkung hängt von der Einheit der absorbierten Strahlung, der Strahlungsdosis und der Dauer ab.
Trotz der Verwendung von Bestrahlungsgeräten in der Medizin können ihre Wirkungen schädlich sein. Die biologische Wirkung ionisierender Strahlung bei der gleichmäßigen Bestrahlung des Körpers bei der Berechnung von 100% der Dosis ist wie folgt:
- Knochenmark - eine Einheit der absorbierten Strahlung 12%;
- Lungen - mindestens 12%;
- Knochen - 3 %;
- Hoden, Eierstöcke– die absorbierte Dosis ionisierender Strahlung beträgt etwa 25 %;
- Schilddrüse– Einheit der absorbierten Dosis beträgt etwa 3 %;
- Brustdrüsen - ungefähr 15%;
- andere Gewebe - die Einheit der absorbierten Strahlendosis beträgt 30%.
Als Folge können verschiedene Erkrankungen bis hin zu Onkologie, Lähmungen und Strahlenkrankheit auftreten. Es ist äußerst gefährlich für Kinder und schwangere Frauen, da es zu einer abnormalen Entwicklung von Organen und Geweben kommt. Toxine, Strahlung - Quellen gefährlicher Krankheiten.
- Ionisierende Strahlung ist eine Art von Energie, die von Atomen in Form von elektromagnetischen Wellen oder Teilchen freigesetzt wird.
- Menschen sind natürlichen Quellen ionisierender Strahlung wie Erde, Wasser, Pflanzen und künstlichen Quellen wie Röntgenstrahlen und medizinischen Geräten ausgesetzt.
- Ionisierende Strahlung hat zahlreiche nützliche Anwendungen, darunter Medizin, Industrie, Landwirtschaft und wissenschaftliche Forschung.
- Mit zunehmender Nutzung ionisierender Strahlung steigt auch das Gesundheitsgefährdungspotenzial bei unsachgemäßer Nutzung oder Einschränkung.
- Akute gesundheitliche Auswirkungen wie Hautverbrennungen oder akutes Strahlensyndrom können auftreten, wenn die Strahlendosis bestimmte Werte überschreitet.
- Niedrige Dosen ionisierender Strahlung können das Risiko längerfristiger Auswirkungen wie Krebs erhöhen.
Was ist ionisierende Strahlung?
Ionisierende Strahlung ist eine Energieform, die von Atomen in Form von elektromagnetischen Wellen (Gamma- oder Röntgenstrahlen) oder Teilchen (Neutronen, Beta oder Alpha) freigesetzt wird. Der spontane Zerfall von Atomen wird Radioaktivität genannt, und die dabei entstehende überschüssige Energie ist eine Form ionisierender Strahlung. Instabile Elemente, die beim Zerfall entstehen und ionisierende Strahlung abgeben, werden Radionuklide genannt.
Alle Radionuklide werden durch die Art der von ihnen emittierten Strahlung, die Energie der Strahlung und ihre Halbwertszeit eindeutig identifiziert.
Die Aktivität, die als Maß für die Menge des vorhandenen Radionuklids verwendet wird, wird in Einheiten ausgedrückt, die als Becquerel (Bq) bezeichnet werden: Ein Becquerel ist ein Zerfall pro Sekunde. Die Halbwertszeit ist die Zeit, die die Aktivität eines Radionuklids benötigt, um auf die Hälfte seines ursprünglichen Werts abzufallen. Die Halbwertszeit eines radioaktiven Elements ist die Zeit, die es dauert, bis die Hälfte seiner Atome zerfallen ist. Sie kann von Bruchteilen einer Sekunde bis zu Millionen von Jahren reichen (z. B. beträgt die Halbwertszeit von Jod-131 8 Tage und die Halbwertszeit von Kohlenstoff-14 5730 Jahre).
Strahlungsquellen
Menschen sind täglich natürlicher und künstlicher Strahlung ausgesetzt. Natürliche Strahlung stammt aus zahlreichen Quellen, darunter über 60 natürlich vorkommende radioaktive Substanzen in Boden, Wasser und Luft. Radon, ein natürlich vorkommendes Gas, entsteht aus Gestein und Erde und ist die Hauptquelle natürlicher Strahlung. Jeden Tag atmen Menschen Radionuklide ein und nehmen sie aus Luft, Nahrung und Wasser auf.
Menschen sind auch der natürlichen Strahlung der kosmischen Strahlung ausgesetzt, insbesondere in großen Höhen. Im Durchschnitt stammen 80 % der jährlichen Dosis, die eine Person durch Hintergrundstrahlung erhält, von natürlich vorkommenden terrestrischen und Weltraumstrahlungsquellen. Die Werte dieser Strahlung variieren in verschiedenen rheografischen Zonen, und in einigen Gebieten kann der Wert 200-mal höher sein als der globale Durchschnitt.
Menschen sind auch Strahlung aus künstlichen Quellen ausgesetzt, von der Kernenergieerzeugung bis hin zur medizinischen Anwendung bei der Strahlendiagnose oder -behandlung. Heutzutage sind die häufigsten künstlichen Quellen ionisierender Strahlung medizinische Geräte wie Röntgengeräte und andere medizinische Geräte.
Exposition gegenüber ionisierender Strahlung
Die Strahlenexposition kann intern oder extern sein und auf verschiedene Weise erfolgen.
Interne Wirkung Ionisierende Strahlung tritt auf, wenn Radionuklide eingeatmet, verschluckt oder anderweitig in den Kreislauf gelangen (z. B. durch Injektion, Verletzung). Die innere Exposition endet, wenn das Radionuklid aus dem Körper ausgeschieden wird, entweder spontan (mit Kot) oder als Ergebnis der Behandlung.
Äußere radioaktive Kontamination kann auftreten, wenn sich radioaktive Stoffe in der Luft (Staub, Flüssigkeit, Aerosole) auf der Haut oder Kleidung ablagern. Solches radioaktives Material kann oft durch einfaches Waschen aus dem Körper entfernt werden.
Eine Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann auch als Ergebnis externer Strahlung aus einer geeigneten externen Quelle (z. B. Exposition gegenüber Strahlung, die von medizinischen Röntgengeräten emittiert wird) auftreten. Die externe Exposition endet, wenn die Strahlungsquelle geschlossen wird oder wenn eine Person das Strahlungsfeld verlässt.
Die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann in drei Expositionsarten eingeteilt werden.
Der erste Fall ist die geplante Strahlenexposition, die auf die bewusste Verwendung und den Betrieb von Strahlenquellen für bestimmte Zwecke zurückzuführen ist, beispielsweise bei medizinischer Strahlenanwendung zur Diagnose oder Behandlung von Patienten oder Strahlenanwendung in der Industrie oder für wissenschaftliche Forschungszwecke.
Der zweite Fall sind bestehende Expositionsquellen, bei denen bereits eine Strahlenexposition besteht und für die geeignete Kontrollmaßnahmen ergriffen werden müssen, z. B. Exposition gegenüber Radon in Wohnungen oder am Arbeitsplatz oder Exposition gegenüber natürlicher Hintergrundstrahlung in der Umwelt.
Der letzte Fall ist die Exposition gegenüber Notfällen, die durch unerwartete Ereignisse verursacht werden, die sofortiges Handeln erfordern, wie z. B. nukleare Zwischenfälle oder böswillige Handlungen.
Gesundheitliche Auswirkungen ionisierender Strahlung
Strahlenschäden an Geweben und/oder Organen hängen von der empfangenen Strahlendosis oder absorbierten Dosis ab, die in Gray (Gy) ausgedrückt wird. Die effektive Dosis wird verwendet, um ionisierende Strahlung hinsichtlich ihres Schadenspotenzials zu messen. Sievert (Sv) ist eine Einheit der effektiven Dosis, die die Art der Strahlung und die Empfindlichkeit von Geweben und Organen berücksichtigt.
Sievert (Sv) ist eine Einheit der gewichteten Strahlendosis, auch effektive Dosis genannt. Sie ermöglicht es, ionisierende Strahlung hinsichtlich ihres Schadenspotenzials zu messen. Sv berücksichtigt die Art der Strahlung und die Empfindlichkeit von Organen und Geweben.
Sv ist eine sehr große Einheit, daher ist es praktischer, kleinere Einheiten wie Millisievert (mSv) oder Mikrosievert (µSv) zu verwenden. Ein mSv enthält 1000 µSv und 1000 mSv entsprechen 1 Sv. Zusätzlich zur Strahlungsmenge (Dosis) ist es oft sinnvoll, die Freisetzungsrate dieser Dosis anzuzeigen, z. B. µSv/Stunde oder mSv/Jahr.
Oberhalb bestimmter Grenzwerte kann die Exposition Gewebe- und/oder Organfunktionen beeinträchtigen und akute Reaktionen wie Hautrötung, Haarausfall, Strahlenverbrennungen oder akutes Strahlensyndrom verursachen. Diese Reaktionen sind bei höheren Dosen und höheren Dosisraten stärker. Beispielsweise beträgt die Schwellendosis für das akute Strahlensyndrom ungefähr 1 Sv (1000 mSv).
Bei niedriger Dosis und/oder langer Applikationsdauer (niedrige Dosisleistung) wird das resultierende Risiko deutlich reduziert, da in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit einer Reparatur von geschädigtem Gewebe steigt. Es besteht jedoch das Risiko von Langzeitfolgen, wie z. B. Krebs, der Jahre oder sogar Jahrzehnte dauern kann, bis er auftritt. Effekte dieser Art treten nicht immer auf, aber ihre Wahrscheinlichkeit ist proportional zur Strahlendosis. Bei Kindern und Jugendlichen ist dieses Risiko höher, da sie viel empfindlicher auf Strahleneinwirkungen reagieren als Erwachsene.
Epidemiologische Studien an exponierten Bevölkerungsgruppen, wie Atombombenüberlebende oder Strahlentherapiepatienten, haben eine signifikante Zunahme der Krebswahrscheinlichkeit bei Dosen über 100 mSv gezeigt. Neuere epidemiologische Studien bei Menschen, die als Kinder zu medizinischen Zwecken exponiert waren (Kinder-CT), deuten in einigen Fällen darauf hin, dass die Krebswahrscheinlichkeit sogar bei niedrigeren Dosen (im Bereich von 50-100 mSv) erhöht sein kann .
Eine vorgeburtliche Exposition gegenüber ionisierender Strahlung kann bei hohen Dosen von über 100 mSv zwischen der 8. und 15. Schwangerschaftswoche und 200 mSv zwischen der 16. und 25. Schwangerschaftswoche zu fetalen Hirnschäden führen. Humanstudien haben gezeigt, dass vor der 8. Schwangerschaftswoche oder nach der 25. Schwangerschaftswoche kein strahlungsbedingtes Risiko für die Entwicklung des fötalen Gehirns besteht. Epidemiologische Studien deuten darauf hin, dass das Risiko, nach einer Strahlenexposition an fötalem Krebs zu erkranken, dem Risiko nach einer Strahlenexposition in der frühen Kindheit ähnlich ist.
Aktivitäten der WHO
Die WHO hat ein Strahlenprogramm entwickelt, um Patienten, Arbeiter und die Öffentlichkeit vor den Gesundheitsgefahren durch Strahlung bei geplanten, bestehenden und Notfallexpositionen zu schützen. Dieses Programm, das sich auf Aspekte der öffentlichen Gesundheit konzentriert, umfasst Aktivitäten im Zusammenhang mit Expositionsrisikobewertung, -management und -kommunikation.
Im Rahmen ihrer Kernfunktion „Festlegung, Durchsetzung und Überwachung von Normen“ arbeitet die WHO mit 7 anderen internationalen Organisationen zusammen, um internationale Standards für grundlegende Strahlensicherheit (BRS) zu überarbeiten und zu aktualisieren. Die WHO verabschiedete 2012 neue internationale PRS und arbeitet derzeit daran, die Umsetzung von PRS in ihren Mitgliedstaaten zu unterstützen.
Im Alltag begegnet man ständig ionisierender Strahlung. Wir spüren sie nicht, aber wir können ihre Auswirkungen auf die belebte und unbelebte Natur nicht leugnen. Vor nicht allzu langer Zeit lernten die Menschen, sie sowohl für das Gute als auch als Massenvernichtungswaffen einzusetzen. Bei richtiger Anwendung können diese Strahlungen das Leben der Menschheit zum Besseren verändern.
Arten ionisierender Strahlung
Um die Besonderheiten des Einflusses auf lebende und nicht lebende Organismen zu verstehen, müssen Sie herausfinden, was sie sind. Es ist auch wichtig, ihre Natur zu kennen.
Ionisierende Strahlung ist eine spezielle Welle, die Substanzen und Gewebe durchdringen kann und eine Ionisation von Atomen verursacht. Es gibt verschiedene Arten davon: Alphastrahlung, Betastrahlung, Gammastrahlung. Alle haben eine unterschiedliche Ladung und Fähigkeit, auf lebende Organismen einzuwirken.
Alphastrahlung ist die am stärksten geladene aller Arten. Es hat eine enorme Energie, die selbst in kleinen Dosen Strahlenkrankheit verursachen kann. Bei direkter Bestrahlung dringt es jedoch nur in die oberen Schichten der menschlichen Haut ein. Selbst ein dünnes Blatt Papier schützt vor Alphastrahlen. Gleichzeitig werden die Quellen dieser Strahlung, wenn sie mit Nahrung oder Inhalation in den Körper gelangen, schnell zur Todesursache.
Betastrahlen tragen eine etwas geringere Ladung. Sie können tief in den Körper eindringen. Bei längerer Exposition verursachen sie den Tod einer Person. Kleinere Dosen bewirken eine Veränderung der Zellstruktur. Als Schutz kann ein dünnes Aluminiumblech dienen. Strahlung aus dem Inneren des Körpers ist ebenfalls tödlich.
Am gefährlichsten ist die Gammastrahlung. Es dringt durch den Körper. In großen Dosen verursacht es Strahlenverbrennungen, Strahlenkrankheit und Tod. Der einzige Schutz dagegen kann Blei und eine dicke Betonschicht sein.
Röntgenstrahlen gelten als eine besondere Art von Gammastrahlung, die in einer Röntgenröhre erzeugt wird.
Forschungsgeschichte
Am 28. Dezember 1895 erfuhr die Welt zum ersten Mal von ionisierender Strahlung. An diesem Tag gab Wilhelm K. Roentgen bekannt, dass er eine besondere Art von Strahlen entdeckt habe, die verschiedene Materialien und den menschlichen Körper durchdringen können. Von diesem Moment an begannen viele Ärzte und Wissenschaftler, aktiv mit diesem Phänomen zu arbeiten.
Lange Zeit wusste niemand um seine Wirkung auf den menschlichen Körper. Daher gibt es in der Geschichte viele Todesfälle durch übermäßige Exposition.
Die Curies haben die Quellen und Eigenschaften ionisierender Strahlung im Detail untersucht. Dies ermöglichte es, es mit maximalem Nutzen zu nutzen und negative Folgen zu vermeiden.
Natürliche und künstliche Strahlungsquellen
Die Natur hat eine Vielzahl von Quellen ionisierender Strahlung geschaffen. Zunächst einmal ist es die Strahlung von Sonnenlicht und Weltraum. Der größte Teil davon wird von der Ozonschicht absorbiert, die sich hoch über unserem Planeten befindet. Einige von ihnen erreichen jedoch die Erdoberfläche.
Auf der Erde selbst, oder besser gesagt in ihren Tiefen, gibt es einige Substanzen, die Strahlung erzeugen. Unter ihnen sind Isotope von Uran, Strontium, Radon, Cäsium und anderen.
Künstliche Quellen ionisierender Strahlung werden vom Menschen für eine Vielzahl von Forschungs- und Produktionszwecken geschaffen. Gleichzeitig kann die Strahlungsstärke um ein Vielfaches höher sein als bei natürlichen Indikatoren.
Auch unter Schutzbedingungen und Einhaltung von Sicherheitsmaßnahmen erhalten Menschen gesundheitsgefährdende Strahlendosen.
Maßeinheiten und Dosen
Ionisierende Strahlung ist normalerweise mit ihrer Wechselwirkung mit dem menschlichen Körper korreliert. Daher hängen alle Maßeinheiten irgendwie mit der Fähigkeit einer Person zusammen, Ionisierungsenergie zu absorbieren und zu akkumulieren.
Im SI-System werden Dosen ionisierender Strahlung in Einheiten gemessen, die als Gray (Gy) bezeichnet werden. Sie zeigt die Energiemenge pro Einheit bestrahlter Substanz. Ein Gy entspricht einem J/kg. Der Einfachheit halber wird jedoch häufiger die Off-System-Einheit rad verwendet. Es ist gleich 100 Gr.
Der Strahlungshintergrund am Boden wird durch Expositionsdosen gemessen. Eine Dosis entspricht C/kg. Diese Einheit wird im SI-System verwendet. Die ihm entsprechende Einheit außerhalb des Systems wird Röntgen (R) genannt. Um eine absorbierte Dosis von 1 rad zu erhalten, muss man einer Expositionsdosis von etwa 1 R erliegen.
Da verschiedene Arten ionisierender Strahlung eine unterschiedliche Energieladung haben, wird ihre Messung meist mit biologischer Beeinflussung verglichen. Im SI-System ist die Einheit eines solchen Äquivalents das Sievert (Sv). Sein Gegenstück außerhalb des Systems ist rem.
Je stärker und länger die Strahlung ist, je mehr Energie der Körper absorbiert, desto gefährlicher ist ihr Einfluss. Um herauszufinden, wie lange eine Person in Strahlenbelastung bleiben darf, werden spezielle Geräte verwendet - Dosimeter, die ionisierende Strahlung messen. Dies sind sowohl Geräte für den individuellen Gebrauch als auch große Industrieanlagen.
Wirkung auf den Körper
Entgegen der landläufigen Meinung ist ionisierende Strahlung nicht immer gefährlich und tödlich. Dies ist am Beispiel der ultravioletten Strahlen zu sehen. In kleinen Dosen stimulieren sie die Bildung von Vitamin D im menschlichen Körper, die Zellregeneration und eine Erhöhung des Melaninpigments, was eine schöne Bräune verleiht. Eine längere Exposition verursacht jedoch schwere Verbrennungen und kann Hautkrebs verursachen.
In den letzten Jahren wurde die Wirkung ionisierender Strahlung auf den menschlichen Körper und ihre praktische Anwendung aktiv untersucht.
In kleinen Dosen schadet die Strahlung dem Körper nicht. Bis zu 200 Milliröntgen können die Zahl der weißen Blutkörperchen verringern. Die Symptome einer solchen Exposition sind Übelkeit und Schwindel. Ungefähr 10 % der Menschen sterben, nachdem sie eine solche Dosis erhalten haben.
Große Dosen verursachen Verdauungsstörungen, Haarausfall, Hautverbrennungen, Veränderungen in der Zellstruktur des Körpers, die Entwicklung von Krebszellen und den Tod.
Strahlenkrankheit
Eine längere Einwirkung ionisierender Strahlung auf den Körper und die Aufnahme einer großen Strahlungsdosis kann zu Strahlenkrankheit führen. Mehr als die Hälfte der Fälle dieser Krankheit verlaufen tödlich. Der Rest wird zur Ursache einer Reihe von genetischen und somatischen Erkrankungen.
Auf genetischer Ebene treten Mutationen in Keimzellen auf. Ihre Veränderungen werden in den nächsten Generationen offensichtlich.
Somatische Erkrankungen äußern sich durch Karzinogenese, irreversible Veränderungen in verschiedenen Organen. Die Behandlung dieser Krankheiten ist langwierig und ziemlich schwierig.
Behandlung von Strahlenschäden
Infolge der pathogenen Wirkung von Strahlung auf den Körper treten verschiedene Läsionen menschlicher Organe auf. Je nach Strahlendosis werden unterschiedliche Therapieverfahren durchgeführt.
Zunächst wird der Patient auf einer sterilen Station untergebracht, um die Möglichkeit einer Infektion offener betroffener Hautareale zu vermeiden. Darüber hinaus werden spezielle Verfahren durchgeführt, die zur schnellen Entfernung von Radionukliden aus dem Körper beitragen.
Bei schweren Läsionen kann eine Knochenmarktransplantation erforderlich sein. Durch Strahlung verliert es die Fähigkeit, rote Blutkörperchen zu reproduzieren.
Aber in den meisten Fällen läuft die Behandlung leichter Läsionen auf eine Anästhesie der betroffenen Bereiche hinaus, wodurch die Zellregeneration stimuliert wird. Der Rehabilitation wird viel Aufmerksamkeit geschenkt.
Einfluss ionisierender Strahlung auf Alterung und Krebs
Im Zusammenhang mit dem Einfluss ionisierender Strahlen auf den menschlichen Körper führten Wissenschaftler verschiedene Experimente durch, die die Abhängigkeit der Alterungsprozesse und der Krebsentstehung von der Strahlendosis bewiesen.
Gruppen von Zellkulturen wurden unter Laborbedingungen bestrahlt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass bereits geringe Bestrahlung zur Beschleunigung der Zellalterung beiträgt. Je älter die Kultur ist, desto mehr unterliegt sie diesem Prozess.
Längere Bestrahlung führt zu Zelltod oder abnormaler und schneller Teilung und Wachstum. Diese Tatsache weist darauf hin, dass ionisierende Strahlung eine krebserzeugende Wirkung auf den menschlichen Körper hat.
Gleichzeitig führte die Einwirkung von Wellen auf die betroffenen Krebszellen zu deren vollständigem Absterben oder zum Stopp ihrer Teilungsprozesse. Diese Entdeckung half bei der Entwicklung einer Technik zur Behandlung von Krebs beim Menschen.
Praktische Anwendungen der Strahlung
Zum ersten Mal wurde Strahlung in der medizinischen Praxis eingesetzt. Mit Hilfe von Röntgenstrahlen gelang es den Ärzten, in den menschlichen Körper zu schauen. Gleichzeitig wurde ihm fast kein Schaden zugefügt.
Außerdem begannen sie mit Hilfe von Strahlung, Krebs zu behandeln. In den meisten Fällen wirkt sich diese Methode positiv aus, obwohl der gesamte Körper einer starken Strahleneinwirkung ausgesetzt ist, was eine Reihe von Symptomen der Strahlenkrankheit mit sich bringt.
Neben der Medizin werden ionisierende Strahlen auch in anderen Branchen eingesetzt. Vermessungsingenieure können mit Strahlung die Strukturmerkmale der Erdkruste in ihren einzelnen Abschnitten untersuchen.
Die Fähigkeit einiger Fossilien, eine große Menge an Energie freizusetzen, hat die Menschheit gelernt, für ihre eigenen Zwecke zu nutzen.
Atomkraft
Kernenergie ist die Zukunft der gesamten Erdbevölkerung. Kernkraftwerke sind Quellen für relativ kostengünstigen Strom. Richtig betrieben sind solche Kraftwerke deutlich sicherer als thermische Kraftwerke und Wasserkraftwerke. Durch Kernkraftwerke wird die Umwelt viel weniger belastet, sowohl durch überschüssige Wärme als auch durch Produktionsabfälle.
Gleichzeitig entwickelten Wissenschaftler auf der Grundlage der Atomenergie Massenvernichtungswaffen. Im Moment gibt es so viele Atombomben auf dem Planeten, dass der Start einer kleinen Anzahl von ihnen einen nuklearen Winter verursachen kann, wodurch fast alle lebenden Organismen, die ihn bewohnen, sterben werden.
Mittel und Methoden des Schutzes
Der Einsatz von Strahlung im Alltag erfordert strenge Vorsichtsmaßnahmen. Der Schutz vor ionisierender Strahlung wird in vier Arten unterteilt: Zeit, Entfernung, Anzahl und Abschirmung der Quellen.
Selbst in einer Umgebung mit starkem Strahlungshintergrund kann sich eine Person einige Zeit ohne gesundheitliche Schäden aufhalten. Dieser Moment bestimmt den Schutz der Zeit.
Je größer der Abstand zur Strahlungsquelle ist, desto geringer ist die absorbierte Energiedosis. Daher sollte enger Kontakt mit Orten vermieden werden, an denen ionisierende Strahlung vorhanden ist. Dies schützt garantiert vor ungewollten Folgen.
Wenn es möglich ist, Quellen mit minimaler Strahlung zu verwenden, werden sie in erster Linie bevorzugt. Das ist Schutz durch Menge.
Abschirmen hingegen bedeutet, Barrieren zu schaffen, durch die schädliche Strahlen nicht eindringen können. Ein Beispiel hierfür sind die Bleischirme in Röntgenräumen.
Haushaltsschutz
Im Falle einer ausgerufenen Strahlenkatastrophe sollten sofort alle Fenster und Türen geschlossen und versucht werden, Wasser aus geschlossenen Quellen aufzufüllen. Lebensmittel sollten nur in Dosen verpackt werden. Wenn Sie sich in einem offenen Bereich bewegen, bedecken Sie den Körper so weit wie möglich mit Kleidung und das Gesicht mit einem Atemschutzgerät oder nasser Gaze. Versuchen Sie, keine Oberbekleidung und Schuhe ins Haus zu bringen.
Es ist auch notwendig, sich auf eine mögliche Evakuierung vorzubereiten: Dokumente sammeln, einen Vorrat an Kleidung, Wasser und Essen für 2-3 Tage.
Ionisierende Strahlung als Umweltfaktor
Es gibt ziemlich viele Gebiete auf der Erde, die radioaktiv verseucht sind. Grund dafür sind sowohl natürliche Prozesse als auch menschengemachte Katastrophen. Die bekanntesten davon sind der Unfall von Tschernobyl und die Atombomben über den Städten Hiroshima und Nagasaki.
An solchen Orten kann eine Person nicht ohne Schaden für ihre eigene Gesundheit sein. Gleichzeitig ist es nicht immer möglich, sich im Voraus über die Strahlenbelastung zu informieren. Manchmal kann sogar ein unkritischer Strahlungshintergrund eine Katastrophe verursachen.
Der Grund dafür ist die Fähigkeit lebender Organismen, Strahlung zu absorbieren und zu akkumulieren. Gleichzeitig werden sie selbst zu Quellen ionisierender Strahlung. Die bekannten "schwarzen" Witze über Tschernobyl-Pilze basieren genau auf dieser Eigenschaft.
In solchen Fällen reduziert sich der Schutz vor ionisierender Strahlung darauf, dass alle Verbraucherprodukte einer sorgfältigen radiologischen Untersuchung unterzogen werden. Gleichzeitig besteht immer die Möglichkeit, auf spontanen Märkten die berühmten „Tschernobyl-Pilze“ zu kaufen. Daher sollten Sie davon absehen, bei unverifizierten Verkäufern zu kaufen.
Der menschliche Körper neigt dazu, gefährliche Substanzen anzusammeln, was zu einer allmählichen Vergiftung von innen führt. Wann genau sich die Wirkung dieser Gifte bemerkbar machen wird, ist nicht bekannt: in einem Tag, einem Jahr oder einer Generation.
