A radiação ionizante é chamada de radiação, cuja interação com uma substância leva à formação de íons de diferentes sinais nessa substância. A radiação ionizante consiste em partículas carregadas e não carregadas, que também incluem fótons. A energia das partículas de radiação ionizante é medida em unidades fora do sistema - elétron-volts, eV. 1 eV = 1,6 10 -19 J.
Existem radiações corpusculares e ionizantes de fótons.
Radiação ionizante corpuscular- um fluxo de partículas elementares com massa de repouso diferente de zero, formadas durante o decaimento radioativo, transformações nucleares ou geradas em aceleradores. Inclui: partículas α e β, nêutrons (n), prótons (p), etc.
A radiação α é um fluxo de partículas que são os núcleos do átomo de hélio e têm duas unidades de carga. A energia das partículas α emitidas por vários radionuclídeos está na faixa de 2-8 MeV. Neste caso, todos os núcleos de um dado radionuclídeo emitem partículas α com a mesma energia.
A radiação β é um fluxo de elétrons ou pósitrons. Durante o decaimento dos núcleos de um radionuclídeo β-ativo, em contraste com o decaimento α, vários núcleos de um determinado radionuclídeo emitem partículas β de diferentes energias, de modo que o espectro de energia das partículas β é contínuo. A energia média do espectro β é de aproximadamente 0,3 E tá. A energia máxima das partículas β em radionuclídeos atualmente conhecidos pode atingir 3,0-3,5 MeV.
Os nêutrons (radiação de nêutrons) são partículas elementares neutras. Como os nêutrons não possuem carga elétrica, ao passar pela matéria, eles interagem apenas com os núcleos dos átomos. Como resultado desses processos, são formadas partículas carregadas (núcleos de recuo, prótons, nêutrons) ou radiação-g, causando ionização. De acordo com a natureza da interação com o meio, que depende do nível de energia dos nêutrons, eles são divididos condicionalmente em 4 grupos:
1) nêutrons térmicos 0,0-0,5 keV;
2) nêutrons intermediários 0,5-200 keV;
3) nêutrons rápidos 200 KeV - 20 MeV;
4) nêutrons relativísticos acima de 20 MeV.
Radiação de fótons- um fluxo de oscilações eletromagnéticas que se propagam no vácuo a uma velocidade constante de 300.000 km/s. Inclui radiação-g, característica, bremsstrahlung e raios-X
radiação.
Possuindo a mesma natureza, esses tipos de radiação eletromagnética diferem nas condições de formação, bem como nas propriedades: comprimento de onda e energia.
Assim, a radiação g é emitida durante transformações nucleares ou durante a aniquilação de partículas.
Radiação característica - radiação de fótons de espectro discreto, emitida quando o estado de energia do átomo muda, devido ao rearranjo das camadas internas de elétrons.
Bremsstrahlung - associada a uma mudança na energia cinética de partículas carregadas, tem um espectro contínuo e ocorre no ambiente ao redor da fonte de radiação β, em tubos de raios X, em aceleradores de elétrons, etc.
A radiação de raios X é uma combinação de bremsstrahlung e radiação característica, cuja faixa de energia do fóton é de 1 keV - 1 MeV.
As radiações são caracterizadas pelo seu poder ionizante e penetrante.
Capacidade ionizante A radiação é determinada por ionização específica, ou seja, o número de pares de íons criados por uma partícula por unidade de volume da massa do meio ou por unidade de comprimento do caminho. Diferentes tipos de radiação têm diferentes habilidades ionizantes.
poder de penetração radiação é determinada pelo alcance. Uma corrida é o caminho percorrido por uma partícula em uma substância até que ela pare completamente, devido a um ou outro tipo de interação.
As partículas α têm o maior poder de ionização e o menor poder de penetração. Sua ionização específica varia de 25 a 60 mil pares de íons por 1 cm de trajetória no ar. O comprimento do caminho dessas partículas no ar é de vários centímetros e no tecido biológico mole - várias dezenas de mícrons.
A radiação β tem um poder de ionização significativamente menor e maior poder de penetração. O valor médio de ionização específica no ar é de cerca de 100 pares de íons por 1 cm de caminho, e o alcance máximo atinge vários metros em altas energias.
As radiações de fótons têm o menor poder ionizante e o maior poder de penetração. Em todos os processos de interação da radiação eletromagnética com o meio, parte da energia é convertida em energia cinética de elétrons secundários, que, passando pela substância, produzem ionização. A passagem de radiação de fótons através da matéria não pode ser caracterizada pelo conceito de alcance. O enfraquecimento do fluxo de radiação eletromagnética em uma substância obedece a uma lei exponencial e é caracterizado pelo coeficiente de atenuação p, que depende da energia da radiação e das propriedades da substância. Mas qualquer que seja a espessura da camada de substância, não se pode absorver completamente o fluxo de radiação de fótons, mas pode-se apenas enfraquecer sua intensidade várias vezes.
Esta é a diferença essencial entre a natureza da atenuação da radiação do fóton e a atenuação das partículas carregadas, para a qual existe uma espessura mínima da camada da substância absorvente (caminho), onde o fluxo de partículas carregadas é completamente absorvido.
Efeito biológico da radiação ionizante. Sob a influência da radiação ionizante no corpo humano, processos físicos e biológicos complexos podem ocorrer nos tecidos. Como resultado da ionização do tecido vivo, as ligações moleculares são quebradas e a estrutura química de vários compostos é alterada, o que, por sua vez, leva à morte celular.
Um papel ainda mais significativo na formação de consequências biológicas é desempenhado pelos produtos da radiólise da água, que compõe 60-70% da massa do tecido biológico. Sob a ação da radiação ionizante sobre a água, formam-se radicais livres H e OH, e na presença de oxigênio também um radical livre de hidroperóxido (HO 2) e peróxido de hidrogênio (H 2 O 2), que são fortes agentes oxidantes. Os produtos da radiólise entram em reações químicas com as moléculas dos tecidos, formando compostos que não são característicos de um organismo saudável. Isso leva a uma violação das funções ou sistemas individuais, bem como da atividade vital do organismo como um todo.
A intensidade das reações químicas induzidas pelos radicais livres aumenta e muitas centenas e milhares de moléculas não afetadas pela irradiação estão envolvidas nelas. Essa é a especificidade da ação da radiação ionizante sobre os objetos biológicos, ou seja, o efeito produzido pela radiação se deve não tanto à quantidade de energia absorvida no objeto irradiado, mas à forma como essa energia é transmitida. Nenhum outro tipo de energia (térmica, elétrica, etc.), absorvida por um objeto biológico na mesma quantidade, leva a tais mudanças como a radiação ionizante.
A radiação ionizante, quando exposta ao corpo humano, pode causar dois tipos de efeitos que a medicina clínica refere às doenças: efeitos de limiar determinísticos (doença por radiação, queimadura por radiação, catarata por radiação, infertilidade por radiação, anomalias no desenvolvimento do feto, etc.) e efeitos não limiares estocásticos (probabilísticos) (tumores malignos, leucemia, doenças hereditárias).
As violações dos processos biológicos podem ser reversíveis, quando o funcionamento normal das células do tecido irradiado é completamente restaurado, ou irreversíveis, levando a danos a órgãos individuais ou a todo o organismo e a ocorrência doença da radiação.
Existem duas formas de doença de radiação - aguda e crônica.
forma aguda ocorre como resultado da exposição a altas doses em um curto período de tempo. Em doses da ordem de milhares de rads, os danos ao corpo podem ser instantâneos ("morte sob o feixe"). A doença de radiação aguda também pode ocorrer quando grandes quantidades de radionuclídeos entram no corpo.
As lesões agudas se desenvolvem com uma única irradiação gama uniforme de todo o corpo e uma dose absorvida acima de 0,5 Gy. Na dose de 0,25 ... 0,5 Gy, podem ser observadas alterações temporárias no sangue, que se normalizam rapidamente. Na faixa de dosagem de 0,5 a 1,5 Gy, ocorre uma sensação de fadiga, menos de 10% dos expostos podem apresentar vômitos, alterações moderadas no sangue. Na dose de 1,5 ... 2,0 Gy, observa-se uma forma leve de doença aguda por radiação, que se manifesta por linfopenia prolongada (diminuição no número de linfócitos - células imunocompetentes), em 30 ... 50% dos casos - vômitos no primeiro dia após a exposição. As mortes não são registradas.
A doença de radiação de gravidade moderada ocorre com uma dose de 2,5 ... 4,0 Gy. Quase todas as pessoas irradiadas experimentam náuseas, vômitos no primeiro dia, uma diminuição acentuada no conteúdo de leucócitos no sangue, hemorragias subcutâneas aparecem, em 20% dos casos é possível um resultado fatal, a morte ocorre 2 a 6 semanas após a irradiação. Com uma dose de 4,0 a 6,0 Gy, desenvolve-se uma forma grave de doença por radiação, levando à morte em 50% dos casos no primeiro mês. Em doses superiores a 6,0 Gy, desenvolve-se uma forma extremamente grave de doença por radiação, que em quase 100% dos casos termina em morte por hemorragia ou doenças infecciosas. Os dados fornecidos referem-se a casos em que não há tratamento. Atualmente, existem vários agentes anti-radiação que, com tratamento complexo, permitem excluir um desfecho letal em doses de cerca de 10 Gy.
A doença crônica por radiação pode se desenvolver com a exposição contínua ou repetida a doses significativamente menores do que aquelas que causam uma forma aguda. Os sinais mais característicos da doença crônica da radiação são alterações no sangue, vários sintomas do sistema nervoso, lesões locais da pele, lesões do cristalino, pneumosclerose (com inalação de plutônio-239) e diminuição da imunorreatividade do corpo.
O grau de exposição à radiação depende se a exposição é externa ou interna (quando um isótopo radioativo entra no corpo). A exposição interna é possível através da inalação, ingestão de radioisótopos e sua penetração no corpo através da pele. Algumas substâncias são absorvidas e acumuladas em órgãos específicos, resultando em altas doses locais de radiação. Cálcio, rádio, estrôncio e outros se acumulam nos ossos, isótopos de iodo causam danos à glândula tireóide, elementos terras raras - principalmente tumores hepáticos. Os isótopos de césio e rubídio são distribuídos uniformemente, causando opressão da hematopoiese, atrofia testicular e tumores de tecidos moles. Com irradiação interna, os isótopos emissores de alfa mais perigosos de polônio e plutônio.
A capacidade de causar consequências a longo prazo - leucemia, neoplasias malignas, envelhecimento precoce - é uma das propriedades insidiosas da radiação ionizante.
Para abordar as questões de segurança radiológica, em primeiro lugar, interessam os efeitos observados em "baixas doses" - da ordem de vários centisieverts por hora e abaixo, que realmente ocorrem no uso prático da energia atômica.
É muito importante aqui que, de acordo com conceitos modernos, a produção de efeitos adversos na faixa de "baixas doses" encontradas em condições normais não dependa muito da taxa de dose. Isso significa que o efeito é determinado principalmente pela dose total acumulada, independentemente de ter sido recebida em 1 dia, 1 segundo ou 50 anos. Assim, ao avaliar os efeitos da exposição crônica, deve-se ter em mente que esses efeitos se acumulam no organismo por um longo período de tempo.
Grandezas dosimétricas e unidades de medida. A ação da radiação ionizante sobre uma substância se manifesta na ionização e excitação dos átomos e moléculas que compõem a substância. A medida quantitativa deste efeito é a dose absorvida. Dpé a energia média transferida por radiação para uma unidade de massa de matéria. A unidade de dose absorvida é cinza (Gy). 1 Gy = 1 J/kg. Na prática, uma unidade fora do sistema também é usada - 1 rad \u003d 100 erg / g \u003d 1 10 -2 J / kg \u003d 0,01 Gy.
A dose de radiação absorvida depende das propriedades da radiação e do meio absorvente.
Para partículas carregadas (α, β, prótons) de baixas energias, nêutrons rápidos e algumas outras radiações, quando os principais processos de sua interação com a matéria são ionização direta e excitação, a dose absorvida serve como uma característica inequívoca da radiação ionizante em termos de seu efeito no meio. Isso se deve ao fato de que entre os parâmetros que caracterizam esses tipos de radiação (fluxo, densidade de fluxo, etc.) e o parâmetro que caracteriza a capacidade de ionização da radiação no meio - a dose absorvida, é possível estabelecer relações diretas adequadas.
Para raios-x e radiação-g, tais dependências não são observadas, pois esses tipos de radiação são indiretamente ionizantes. Consequentemente, a dose absorvida não pode servir como característica dessas radiações em termos de seu efeito sobre o meio ambiente.
Até recentemente, a chamada dose de exposição era utilizada como característica dos raios X e da radiação G pelo efeito de ionização. A dose de exposição expressa a energia de radiação de fótons convertida em energia cinética de elétrons secundários produzindo ionização por unidade de massa de ar atmosférico.
Um pingente por quilograma (C/kg) é tomado como uma unidade de dose de exposição de raios-X e radiação-g. Esta é uma tal dose de raios-X ou radiação-g, quando exposta a 1 kg de ar atmosférico seco, em condições normais, formam-se íons que transportam 1 C de eletricidade de cada signo.
Na prática, a unidade de dose de exposição fora do sistema, o roentgen, ainda é amplamente utilizada. 1 roentgen (P) - dose de exposição de raios-X e radiação g, na qual os íons são formados em 0,001293 g (1 cm 3 de ar em condições normais) que carregam uma carga de uma unidade eletrostática da quantidade de eletricidade de cada sinal ou 1 P \u003d 2,58 10 -4 C/kg. Com uma dose de exposição de 1 R, 2,08 x 10 9 pares de íons serão formados em 0,001293 g de ar atmosférico.
Estudos dos efeitos biológicos causados por diversas radiações ionizantes mostraram que o dano tecidual está associado não apenas à quantidade de energia absorvida, mas também à sua distribuição espacial, caracterizada pela densidade de ionização linear. Quanto maior a densidade de ionização linear, ou seja, a transferência linear de energia das partículas no meio por unidade de comprimento de caminho (LET), maior o grau de dano biológico. Para ter em conta este efeito, foi introduzido o conceito de dose equivalente.
Dose equivalente H T , R - dose absorvida em um órgão ou tecido D T , R , multiplicado pelo fator de ponderação apropriado para essa radiação W R:
Ht, r=W R D T , R
A unidade de dose equivalente é J kg -1, que tem o nome especial sievert (Sv).
Valores W R para fótons, elétrons e múons de qualquer energia é 1, para partículas alfa, fragmentos de fissão, núcleos pesados - 20. Coeficientes de ponderação para tipos individuais de radiação ao calcular a dose equivalente:
Fótons de qualquer energia…………………………………………………….1
Elétrons e múons (menos de 10 keV)……………………………………….1
Nêutrons com energia inferior a 10 keV………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………….
de 10 keV a 100 keV …………………………………………………………10
de 100 keV a 2 MeV…………………………………………………………..20
de 2 MeV a 20 MeV…………………………………………………………..10
acima de 20 MeV…………………………………………………………………… 5
Prótons que não sejam prótons de recuo
energia superior a 2 MeV…………………………………….……………… 5
As partículas alfa
fragmentos de fissão, núcleos pesados…………………………………………….20
Dose eficaz- o valor utilizado como medida do risco de consequências a longo prazo da irradiação de todo o corpo humano e dos seus órgãos individuais, tendo em conta a sua radiossensibilidade. Representa a soma dos produtos da dose equivalente no órgão N τT ao fator de ponderação apropriado para esse órgão ou tecido Peso:
Onde H τT - dose equivalente de tecido T durante τ .
A unidade de medida para a dose efetiva é J × kg -1, chamada de sievert (Sv).
Valores W T para certos tipos de tecidos e órgãos são dadas abaixo:
Tipo de tecido, órgão W 1
Gônadas .................................................. .................................................. . ............0.2
Medula óssea, (vermelho), pulmões, estômago……………………………… 0,12
Fígado, mama, tireóide. …………………………… 0,05
Pele……………………………………………………………………………… 0,01
Absorvida, exposição e doses equivalentes por unidade de tempo são chamadas de taxas de dose correspondentes.
O decaimento espontâneo (espontâneo) de núcleos radioativos segue a lei:
N = N0 exp(-λt),
Onde N0- o número de núcleos em um determinado volume de matéria no tempo t = 0; N- o número de núcleos no mesmo volume no momento t ; λ é a constante de decaimento.
A constante λ tem o significado da probabilidade de decaimento nuclear em 1 s; é igual à fração de núcleos que decaem em 1 s. A constante de decaimento não depende do número total de núcleos e tem um valor bem definido para cada nuclídeo radioativo.
A equação acima mostra que ao longo do tempo, o número de núcleos de uma substância radioativa diminui exponencialmente.
Devido ao fato de que a meia-vida de um número significativo de isótopos radioativos é medida em horas e dias (os chamados isótopos de vida curta), deve-se saber avaliar o risco de radiação ao longo do tempo em caso de acidente acidental liberação de uma substância radioativa no meio ambiente, para selecionar um método de descontaminação e também durante o processamento de resíduos radioativos e sua posterior eliminação.
Os tipos de doses descritos referem-se a uma pessoa individual, ou seja, são individuais.
Ao somar as doses equivalentes efetivas individuais recebidas por um grupo de pessoas, chegamos à dose equivalente efetiva coletiva, que é medida em man-sieverts (man-Sv).
Mais uma definição precisa ser introduzida.
Muitos radionuclídeos decaem muito lentamente e permanecerão em um futuro distante.
A dose equivalente efetiva coletiva que gerações de pessoas receberão de qualquer fonte radioativa durante todo o tempo de sua existência é chamada dose equivalente efetiva coletiva esperada (total).
A atividade da drogaé uma medida da quantidade de material radioativo.
A atividade é determinada pelo número de átomos em decomposição por unidade de tempo, ou seja, a taxa de decaimento dos núcleos do radionuclídeo.
A unidade de atividade é uma transformação nuclear por segundo. No sistema de unidades do SI, é chamado bequerel (Bq).
Curie (Ci) é tomado como uma unidade de atividade fora do sistema - a atividade de tal número de um radionuclídeo no qual ocorrem 3,7 × 10 10 atos de decaimento por segundo. Na prática, os derivados Ki são amplamente utilizados: milicurie - 1 mCi = 1 × 10 -3 Ci; microcurie - 1 μCi = 1 × 10 -6 Ci.
Medição de radiação ionizante. Deve ser lembrado que não existem métodos e dispositivos universais aplicáveis a todas as condições. Cada método e dispositivo tem sua própria área de aplicação. A não consideração dessas notas pode levar a erros grosseiros.
Na segurança de radiação, são usados radiômetros, dosímetros e espectrômetros.
radiômetros- trata-se de dispositivos destinados a determinar a quantidade de substâncias radioativas (radionuclídeos) ou fluxo de radiação. Por exemplo, contadores de descarga de gás (Geiger-Muller).
Dosímetros- são dispositivos para medir a exposição ou taxa de dose absorvida.
Espectrômetros servem para registrar e analisar o espectro de energia e identificar radionuclídeos emissores nesta base.
Racionamento. As questões de segurança contra radiação são regulamentadas pela Lei Federal “Sobre a segurança da radiação da população”, padrões de segurança contra radiação (NRB-99) e outras regras e regulamentos. A lei "Sobre a segurança radiológica da população" afirma: "A segurança radiológica da população é o estado de proteção das gerações presentes e futuras de pessoas contra os efeitos nocivos das radiações ionizantes em sua saúde" (Artigo 1).
“Cidadãos da Federação Russa, cidadãos estrangeiros e apátridas que residem no território da Federação Russa têm direito à segurança contra radiação. Este direito é assegurado através da implementação de um conjunto de medidas para prevenir o impacto da radiação no corpo humano das radiações ionizantes acima das normas, regras e regulamentos estabelecidos, o cumprimento pelos cidadãos e organizações que exercem atividades utilizando fontes de radiação ionizante, os requisitos para garantir a segurança contra as radiações” (artigo 22.º).
A regulação higiênica da radiação ionizante é realizada pelas Normas de Segurança de Radiação NRB-99 (Normas Sanitárias SP 2.6.1.758-99). Os principais limites de exposição à dose e níveis permitidos são estabelecidos para as seguintes categorias
pessoas expostas:
Pessoal - pessoas que trabalham com fontes tecnogênicas (grupo A) ou que, por condições de trabalho, estejam na área de sua influência (grupo B);
· toda a população, incluindo pessoas do quadro, fora do âmbito e das condições das suas atividades produtivas.
Na vida cotidiana, a radiação ionizante é constantemente encontrada. Não os sentimos, mas não podemos negar seu impacto na natureza animada e inanimada. Não muito tempo atrás, as pessoas aprenderam a usá-los para o bem e como armas de destruição em massa. Com o uso adequado, essas radiações podem mudar a vida da humanidade para melhor.
Tipos de radiação ionizante
Para entender as peculiaridades da influência em organismos vivos e não vivos, você precisa descobrir quais são. Também é importante conhecer sua natureza.
A radiação ionizante é uma onda especial que pode penetrar através de substâncias e tecidos, causando a ionização dos átomos. Existem vários tipos dela: radiação alfa, radiação beta, radiação gama. Todos eles têm uma carga diferente e capacidade de agir em organismos vivos.
A radiação alfa é a mais carregada de todos os tipos. Tem uma energia tremenda, capaz de causar doenças de radiação mesmo em pequenas doses. Mas com irradiação direta, penetra apenas nas camadas superiores da pele humana. Mesmo uma fina folha de papel protege contra os raios alfa. Ao mesmo tempo, entrando no corpo com alimentos ou inalação, as fontes dessa radiação rapidamente se tornam a causa da morte.
Os raios beta carregam uma carga ligeiramente menor. Eles são capazes de penetrar profundamente no corpo. Com exposição prolongada, eles causam a morte de uma pessoa. Doses menores causam uma mudança na estrutura celular. Uma fina folha de alumínio pode servir como proteção. A radiação de dentro do corpo também é mortal.
O mais perigoso é considerado a radiação gama. Ele penetra pelo corpo. Em grandes doses, causa queimaduras por radiação, doença por radiação e morte. A única proteção contra isso pode ser chumbo e uma espessa camada de concreto.
Os raios X são considerados um tipo especial de radiação gama, que são gerados em um tubo de raios X.
Histórico de Pesquisa
Pela primeira vez, o mundo aprendeu sobre radiação ionizante em 28 de dezembro de 1895. Foi nesse dia que Wilhelm K. Roentgen anunciou que havia descoberto um tipo especial de raios que podiam atravessar vários materiais e o corpo humano. A partir desse momento, muitos médicos e cientistas começaram a trabalhar ativamente com esse fenômeno.
Por muito tempo, ninguém sabia sobre seu efeito no corpo humano. Portanto, na história há muitos casos de morte por exposição excessiva.
Os Curie estudaram detalhadamente as fontes e propriedades que a radiação ionizante possui. Isso possibilitou usá-lo com o máximo benefício, evitando consequências negativas.
Fontes naturais e artificiais de radiação
A natureza criou uma variedade de fontes de radiação ionizante. Em primeiro lugar, é a radiação da luz solar e do espaço. A maior parte é absorvida pela camada de ozônio, que está bem acima do nosso planeta. Mas alguns deles atingem a superfície da Terra.
Na própria Terra, ou melhor, em suas profundezas, existem algumas substâncias que produzem radiação. Entre eles estão isótopos de urânio, estrôncio, radônio, césio e outros.
Fontes artificiais de radiação ionizante são criadas pelo homem para uma variedade de pesquisas e produção. Ao mesmo tempo, a força da radiação pode ser muitas vezes maior do que os indicadores naturais.
Mesmo em condições de proteção e cumprimento das medidas de segurança, as pessoas recebem doses de radiação nocivas à saúde.
Unidades de medida e doses
A radiação ionizante geralmente está correlacionada com sua interação com o corpo humano. Portanto, todas as unidades de medida estão de alguma forma relacionadas à capacidade de uma pessoa de absorver e acumular energia de ionização.
No sistema SI, as doses de radiação ionizante são medidas em unidades chamadas de grays (Gy). Mostra a quantidade de energia por unidade de substância irradiada. Um Gy equivale a um J/kg. Mas por conveniência, a unidade fora do sistema rad é mais usada. É igual a 100 gr.
O fundo de radiação no solo é medido por doses de exposição. Uma dose é igual a C/kg. Esta unidade é usada no sistema SI. A unidade fora do sistema correspondente a ele é chamada de roentgen (R). Para obter uma dose absorvida de 1 rad, deve-se sucumbir a uma dose de exposição de cerca de 1 R.
Uma vez que diferentes tipos de radiação ionizante têm uma carga de energia diferente, sua medição geralmente é comparada com a influência biológica. No sistema SI, a unidade desse equivalente é o sievert (Sv). Sua contraparte fora do sistema é rem.
Quanto mais forte e mais longa a radiação, mais energia absorvida pelo corpo, mais perigosa sua influência. Para descobrir o tempo permitido para uma pessoa permanecer na poluição por radiação, são usados dispositivos especiais - dosímetros que medem a radiação ionizante. Estes são dispositivos para uso individual e grandes instalações industriais.
Efeito no corpo
Ao contrário da crença popular, qualquer radiação ionizante nem sempre é perigosa e mortal. Isso pode ser visto no exemplo dos raios ultravioleta. Em pequenas doses, estimulam a geração de vitamina D no corpo humano, a regeneração celular e o aumento do pigmento melanina, que confere um belo bronzeado. Mas a exposição prolongada causa queimaduras graves e pode causar câncer de pele.
Nos últimos anos, o efeito da radiação ionizante no corpo humano e sua aplicação prática tem sido ativamente estudado.
Em pequenas doses, a radiação não causa nenhum dano ao corpo. Até 200 miliroentgens podem reduzir o número de glóbulos brancos. Os sintomas de tal exposição serão náuseas e tonturas. Cerca de 10% das pessoas morrem após receber tal dose.
Grandes doses causam distúrbios digestivos, perda de cabelo, queimaduras na pele, alterações na estrutura celular do corpo, desenvolvimento de células cancerígenas e morte.
Doença de radiação
A ação prolongada da radiação ionizante no corpo e o recebimento de uma grande dose de radiação podem causar doença por radiação. Mais da metade dos casos desta doença são fatais. O resto se torna a causa de uma série de doenças genéticas e somáticas.
No nível genético, as mutações ocorrem nas células germinativas. Suas mudanças tornam-se evidentes nas próximas gerações.
As doenças somáticas são expressas pela carcinogênese, alterações irreversíveis em vários órgãos. O tratamento destas doenças é longo e bastante difícil.
Tratamento de lesões por radiação
Como resultado dos efeitos patogênicos da radiação no corpo, ocorrem várias lesões de órgãos humanos. Dependendo da dose de radiação, diferentes métodos de terapia são realizados.
Em primeiro lugar, o paciente é colocado em uma enfermaria estéril para evitar a possibilidade de infecção de áreas abertas da pele afetada. Além disso, são realizados procedimentos especiais que contribuem para a rápida remoção de radionuclídeos do corpo.
Para lesões graves, um transplante de medula óssea pode ser necessário. Da radiação, perde a capacidade de reproduzir glóbulos vermelhos.
Mas, na maioria dos casos, o tratamento de lesões leves se resume à anestesia das áreas afetadas, estimulando a regeneração celular. Muita atenção é dada à reabilitação.
Impacto da radiação ionizante no envelhecimento e no câncer
Em conexão com a influência dos raios ionizantes no corpo humano, os cientistas realizaram vários experimentos provando a dependência dos processos de envelhecimento e carcinogênese da dose de radiação.
Grupos de culturas celulares foram irradiados em condições de laboratório. Como resultado, foi possível comprovar que mesmo uma leve irradiação contribui para a aceleração do envelhecimento celular. Além disso, quanto mais antiga a cultura, mais ela está sujeita a esse processo.
A irradiação prolongada leva à morte celular ou divisão e crescimento anormal e rápido. Este fato indica que a radiação ionizante tem efeito cancerígeno no corpo humano.
Ao mesmo tempo, o impacto das ondas nas células cancerígenas afetadas levou à sua morte completa ou à interrupção de seus processos de divisão. Esta descoberta ajudou a desenvolver uma técnica para o tratamento de cânceres humanos.
Aplicações práticas da radiação
Pela primeira vez, a radiação começou a ser usada na prática médica. Com a ajuda de raios-X, os médicos conseguiram olhar dentro do corpo humano. Ao mesmo tempo, quase nenhum dano foi feito a ele.
Além disso, com a ajuda da radiação, eles começaram a tratar o câncer. Na maioria dos casos, esse método tem um efeito positivo, apesar de todo o corpo estar exposto a um forte efeito da radiação, o que acarreta vários sintomas de doença por radiação.
Além da medicina, os raios ionizantes são usados em outras indústrias. Os topógrafos que usam radiação podem estudar as características estruturais da crosta terrestre em suas seções individuais.
A capacidade de alguns fósseis de liberar uma grande quantidade de energia, a humanidade aprendeu a usar para seus próprios propósitos.
Poder nuclear
A energia nuclear é o futuro de toda a população da Terra. As usinas nucleares são fontes de eletricidade relativamente baratas. Desde que sejam operadas adequadamente, tais usinas são muito mais seguras do que termelétricas e hidrelétricas. Das usinas nucleares, há muito menos poluição ambiental, tanto com excesso de calor quanto com resíduos de produção.
Ao mesmo tempo, com base na energia atômica, os cientistas desenvolveram armas de destruição em massa. No momento, existem tantas bombas atômicas no planeta que o lançamento de um pequeno número delas pode causar um inverno nuclear, pelo qual quase todos os organismos vivos que o habitam morrerão.
Meios e métodos de proteção
O uso da radiação na vida cotidiana requer sérias precauções. A proteção contra radiações ionizantes é dividida em quatro tipos: tempo, distância, número e blindagem das fontes.
Mesmo em um ambiente com forte radiação de fundo, uma pessoa pode permanecer por algum tempo sem prejudicar sua saúde. É este momento que determina a proteção do tempo.
Quanto maior a distância da fonte de radiação, menor a dose de energia absorvida. Portanto, o contato próximo com locais onde haja radiação ionizante deve ser evitado. Isso é garantido para proteger contra consequências indesejadas.
Se for possível usar fontes com radiação mínima, elas terão preferência em primeiro lugar. Isso é proteção por quantidade.
Blindagem, por outro lado, significa criar barreiras através das quais os raios nocivos não penetram. Um exemplo disso são as telas de chumbo em salas de raio-x.
proteção doméstica
No caso de um desastre de radiação ser declarado, todas as janelas e portas devem ser imediatamente fechadas e tentar estocar água de fontes fechadas. Os alimentos só devem ser enlatados. Ao se deslocar em uma área aberta, cubra o corpo o máximo possível com roupas e o rosto com um respirador ou gaze molhada. Tente não trazer roupas e sapatos para dentro de casa.
Também é necessário se preparar para uma possível evacuação: coletar documentos, suprimentos de roupas, água e comida por 2-3 dias.
Radiação ionizante como fator ambiental
Existem muitas áreas contaminadas com radiação no planeta Terra. A razão para isso são processos naturais e desastres causados pelo homem. Os mais famosos deles são o acidente de Chernobyl e as bombas atômicas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki.
Em tais lugares, uma pessoa não pode ficar sem danos à sua própria saúde. Ao mesmo tempo, nem sempre é possível saber antecipadamente sobre a poluição por radiação. Às vezes, até mesmo um fundo de radiação não crítico pode causar um desastre.
A razão para isso é a capacidade dos organismos vivos de absorver e acumular radiação. Ao mesmo tempo, eles próprios se transformam em fontes de radiação ionizante. As conhecidas piadas "negras" sobre os cogumelos de Chernobyl baseiam-se precisamente nessa propriedade.
Nesses casos, a proteção contra radiações ionizantes é reduzida ao fato de que todos os produtos de consumo são submetidos a um cuidadoso exame radiológico. Ao mesmo tempo, sempre há a chance de comprar os famosos "cogumelos de Chernobyl" em mercados espontâneos. Portanto, você deve evitar comprar de vendedores não verificados.
O corpo humano tende a acumular substâncias perigosas, resultando em um envenenamento gradual por dentro. Não se sabe quando exatamente os efeitos desses venenos se farão sentir: em um dia, um ano ou uma geração.
1. Radiações ionizantes, seus tipos, natureza e propriedades básicas.
2. Radiação ionizante, suas características, qualidades básicas, unidades de medida. (2 em 1)
Para uma melhor percepção do material subsequente, é necessário
encadear alguns conceitos.
1. Os núcleos de todos os átomos de um elemento têm a mesma carga, ou seja, contêm
colher o mesmo número de prótons carregados positivamente e diferentes co-
número de partículas sem carga - nêutrons.
2. A carga positiva do núcleo, devido ao número de prótons, equaliza
pesado pela carga negativa dos elétrons. Portanto, o átomo é eletricamente
neutro.
3. Átomos do mesmo elemento com a mesma carga, mas diferentes
número de nêutrons são chamados de isótopos.
4. Isótopos do mesmo elemento têm o mesmo produto químico, mas diferentes
propriedades físicas pessoais.
5. Os isótopos (ou nuclídeos) de acordo com sua estabilidade são divididos em estáveis e
decadente, ou seja radioativo.
6. Radioatividade - transformação espontânea dos núcleos dos átomos de um elemento
policiais para outros, acompanhados pela emissão de radiação ionizante
7. Os isótopos radioativos decaem a uma certa taxa, medida
minha meia-vida, ou seja, o tempo em que o número original
núcleos são divididos pela metade. A partir daqui, os isótopos radioativos são divididos em
vida curta (meia-vida é calculada de frações de segundo para não-
quantos dias) e de longa duração (com meia-vida de vários
semanas a bilhões de anos).
8. O decaimento radioativo não pode ser interrompido, acelerado ou retardado por qualquer
de algum modo.
9. A taxa de transformações nucleares é caracterizada pela atividade, ou seja, número
decai por unidade de tempo. A unidade de atividade é o becquerel.
(Bq) - uma transformação por segundo. Unidade de atividade fora do sistema -
curie (Ci), 3,7 x 1010 vezes maior que becquerel.
Existem os seguintes tipos de transformações radioativas:
polar e onda.
Corpusculares incluem:
1. Decaimento alfa. Característica de elementos radioativos naturais com
grandes números de série e é um fluxo de núcleos de hélio,
carregando uma dupla carga positiva. A emissão de partículas alfa é diferente
energia por núcleos do mesmo tipo ocorre na presença de diferentes
quaisquer níveis de energia. Neste caso, surgem núcleos excitados, que
que, passando para o estado fundamental, emitem gama quanta. Quando mútuo
interação de partículas alfa com a matéria, sua energia é gasta na excitação
ionização e ionização dos átomos do meio.
As partículas alfa têm o mais alto grau de ionização - elas formam
60.000 pares de íons a caminho de 1 cm de ar. Primeiro a trajetória da partícula
gie, colisão com núcleos), o que aumenta a densidade de ionização no final
caminho da partícula.
Com massa e carga relativamente grandes, as partículas alfa
têm pouco poder de penetração. Então, para uma partícula alfa
com uma energia de 4 MeV, o comprimento do caminho no ar é de 2,5 cm, e o
tecido 0,03mm. O decaimento alfa leva a uma diminuição no ordinal
uma medida de uma substância por duas unidades e um número de massa por quatro unidades.
Exemplo: ----- +
As partículas alfa são consideradas como alimentações internas. Por-
escudo: papel de seda, roupas, papel alumínio.
2. Decaimento beta eletrônico. características naturais e
elementos radioativos artificiais. O núcleo emite um elétron e
ao mesmo tempo, o núcleo do novo elemento desaparece com um número de massa constante e com
grande número de série.
Exemplo: ----- + ē
Quando o núcleo emite um elétron, é acompanhado pela liberação de um neutrino.
(massa de repouso de 1/2000 elétron).
Ao emitir partículas beta, os núcleos dos átomos podem estar em estado excitado.
doença. Sua transição para um estado não excitado é acompanhada por
por raios gama. O comprimento do caminho de uma partícula beta no ar a 4 MeV 17
cm, com a formação de 60 pares de íons.
3. Decaimento beta pósitron. Observado em algumas plantas artificiais
isótopos diativos. A massa do núcleo praticamente não muda, e a ordem
o número é reduzido em um.
4. K-captura de um elétron orbital por um núcleo. O núcleo captura um elétron com K-
concha, enquanto um nêutron voa para fora do núcleo e uma característica
radiação de raios-x.
5. A radiação corpuscular também inclui a radiação de nêutrons. Nêutrons-não
tendo uma carga partículas elementares com uma massa igual a 1. Dependendo
de sua energia, lenta (fria, térmica e supratérmica)
ressonante, intermediário, rápido, muito rápido e extra rápido
nêutrons. A radiação de nêutrons é a mais curta: após 30-40 segundos
kund nêutron decai em um elétron e um próton. poder de penetração
o fluxo de nêutrons é comparável ao da radiação gama. Ao penetrar
introdução de radiação de nêutrons no tecido a uma profundidade de 4-6 cm, um
Radioatividade imediata: elementos estáveis tornam-se radioativos.
6. Fissão nuclear espontânea. Este processo é observado em radioatividade
elementos com grande número atômico quando capturados por seus núcleos de
n elétrons. Os mesmos núcleos formam diferentes pares de fragmentos com
excesso de nêutrons. A fissão nuclear libera energia.
Se os nêutrons forem reutilizados para a fissão subsequente de outros núcleos,
a reação será em cadeia.
Na radioterapia de tumores, são usados mésons pi - partículas elementares
partículas com carga negativa e massa 300 vezes a massa de um
trono. Pi-mésons interagem com núcleos atômicos apenas no final do caminho, onde
eles destroem os núcleos do tecido irradiado.
Tipos de ondas de transformações.
1. Raios gama. Este é um fluxo de ondas eletromagnéticas com um comprimento de 0,1 a 0,001
nm. Sua velocidade de propagação é próxima à velocidade da luz. Penetrante
alta capacidade: eles podem penetrar não apenas através do corpo humano
ka, mas também através de meios mais densos. No ar, a gama de gama-
raios atinge várias centenas de metros. A energia de um raio gama é quase
10.000 vezes maior que a energia do quantum de luz visível.
2. Raios-X. Radiação eletromagnética, artificialmente semi-
encontrados em tubos de raios X. Quando a alta tensão é aplicada a
cátodo, os elétrons voam para fora dele, que se movem em alta velocidade
agarram-se ao anticátodo e batem na sua superfície, feita de
metal amarelo. Há raios-X de bremsstrahlung, possuindo
com alto poder de penetração.
Características da radiação
1. Nem uma única fonte de radiação radioativa é determinada por qualquer portaria
genoma dos sentimentos.
2. A radiação radioativa é um fator universal para várias ciências.
3. A radiação radioativa é um fator global. No caso de um nuclear
poluição do território de um país, o efeito da radiação é recebido por outros.
4. Sob a ação da radiação radioativa no corpo,
reações cal.
Qualidades inerentes aos elementos radioativos
e radiação ionizante
1. Mudança nas propriedades físicas.
2. A capacidade de ionizar o ambiente.
3. Penetração.
4. Meia-vida.
5. Meia-vida.
6. A presença de um órgão crítico, ou seja, tecido, órgão ou parte do corpo, irradiação
que pode causar o maior dano à saúde humana ou
filhos.
3. Fases de ação das radiações ionizantes no corpo humano.
O efeito da radiação ionizante no corpo
Distúrbios diretos imediatos nas células e tecidos que ocorrem
após a radiação, são desprezíveis. Assim, por exemplo, sob a ação da radiação, você
causando a morte de um animal experimental, a temperatura em seu corpo
aumenta apenas um centésimo de grau. No entanto, sob a ação de
radiação dioativa no corpo são muito graves
novas violações, que devem ser consideradas em etapas.
1. Estágio físico e químico
Os fenômenos que ocorrem nesta fase são chamados de primários ou
lançadores. São eles que determinam todo o curso posterior do desenvolvimento da radiação
derrotas.
Primeiro, a radiação ionizante interage com a água, eliminando
suas moléculas são elétrons. Íons moleculares são formados que carregam
nye e cargas negativas. Existe uma chamada radiólise da água.
H2O - ē → H2O+
H2O + ē → H2O-
A molécula de H2O pode ser destruída: H e OH
Hidroxilos podem recombinar: OH
OH forma peróxido de hidrogênio H2O2
A interação de H2O2 e OH produz HO2 (hidroperóxido) e H2O
Átomos e moléculas ionizados e excitados por 10 segundos
águas interagem entre si e com diferentes sistemas moleculares,
dando origem a centros quimicamente ativos (radicais livres, íons,
radicais, etc). Durante o mesmo período, rupturas de ligações em moléculas são possíveis, pois
devido à interação direta com um agente ionizante, e devido à
conta da transferência intra e intermolecular de energia de excitação.
2. Estágio bioquímico
A permeabilidade das membranas aumenta, a difusão começa através delas.
rove eletrólitos, água, enzimas em organelas.
Radicais resultantes da interação da radiação com a água
interagem com moléculas dissolvidas de vários compostos, dando
o início de produtos radicais secundários.
Desenvolvimento adicional de danos de radiação a estruturas moleculares
reduzido a alterações em proteínas, lipídios, carboidratos e enzimas.
O que acontece nas proteínas:
Mudanças de configuração na estrutura da proteína.
Agregação de moléculas devido à formação de ligações dissulfeto
Quebra de ligações peptídicas ou de carbono levando à degradação de proteínas
Diminuição do nível de metionina, um doador de grupos sulfidrila, tripto-
Fana, o que leva a uma desaceleração acentuada na síntese de proteínas
Reduzindo o conteúdo de grupos sulfidrila devido à sua inativação
Danos ao sistema de síntese de ácidos nucleicos
Em lipídios:
Peróxidos de ácidos graxos são formados que não possuem enzimas específicas.
policiais para destruí-los (o efeito da peroxidase é insignificante)
Os antioxidantes são inibidos
Em carboidratos:
Os polissacarídeos são decompostos em açúcares simples
A irradiação de açúcares simples leva à sua oxidação e decomposição em
ácidos nic e formaldeído
A heparina perde suas propriedades anticoagulantes
O ácido hialurônico perde sua capacidade de se ligar à proteína
Diminuição dos níveis de glicogênio
Os processos de glicólise anaeróbica são perturbados
Diminuição do conteúdo de glicogênio nos músculos e fígado.
No sistema enzimático, a fosforilação oxidativa é interrompida e
a atividade de uma série de enzimas muda, reações quimicamente ativas se desenvolvem
substâncias com diferentes estruturas biológicas, nas quais
ocorrem tanto a destruição quanto a formação de novos que não são característicos da irradiação.
de um determinado organismo, compostos.
Os estágios subsequentes no desenvolvimento de lesão por radiação estão associados a uma violação
metabolismo em sistemas biológicos com mudanças no
4. Estágio biológico ou destino da célula irradiada
Assim, o efeito da ação da radiação está associado às mudanças que ocorrem,
tanto nas organelas celulares quanto nas relações entre elas.
As organelas mais sensíveis à radiação das células do corpo
mamíferos são o núcleo e as mitocôndrias. Danos a essas estruturas
ocorrer em doses baixas e o mais cedo possível. Nos núcleos de radiossensores
células do corpo, os processos de energia são inibidos, a função de
membranas. Proteínas são formadas que perderam suas características biológicas normais.
atividade. Radiossensibilidade mais pronunciada do que os núcleos têm
tocôndria. Essas alterações se manifestam na forma de inchaço das mitocôndrias,
danos às suas membranas, uma forte inibição da fosforilação oxidativa.
A radiossensibilidade das células depende em grande parte da velocidade
seus processos metabólicos. Células caracterizadas por
processos biossintéticos intensivos, um alto nível de
fosforilação positiva e uma taxa de crescimento significativa, têm mais
maior radiossensibilidade do que as células na fase estacionária.
As mudanças biologicamente mais significativas em uma célula irradiada são
Alterações no DNA: quebras de cadeias de DNA, modificação química de purinas e
bases de pirimidina, sua separação da cadeia de DNA, a destruição de fosfoéster
ligações na macromolécula, danos ao complexo DNA-membrana, destruindo
Ligação DNA-proteína e muitos outros distúrbios.
Em todas as células em divisão, imediatamente após a irradiação, pára temporariamente
atividade mitótica (“bloco de radiação de mitoses”). Violação da meta-
processos bólicos na célula leva a um aumento na gravidade
grande dano na célula. Esse fenômeno é chamado de biológico
ª amplificação do dano de radiação primária. No entanto, junto com
Assim, processos de reparo se desenvolvem na célula, como resultado dos quais
é uma restauração completa ou parcial de estruturas e funções.
Os mais sensíveis à radiação ionizante são:
tecido linfático, medula óssea de ossos chatos, gônadas, menos sensível
positivo: tecido conjuntivo, muscular, cartilaginoso, ósseo e nervoso.
A morte celular pode ocorrer tanto na fase reprodutiva,
diretamente associado ao processo de divisão e em qualquer fase do ciclo celular.
Os recém-nascidos são mais sensíveis à radiação ionizante (devido à
devido à alta atividade mitótica das células), pessoas idosas (a maneira
capacidade de recuperação das células) e mulheres grávidas. Maior sensibilidade a
radiação ionizante e com a introdução de certos compostos químicos
(chamada radiossensibilização).
O efeito biológico depende de:
Do tipo de irradiação
Da dose absorvida
Da distribuição da dose ao longo do tempo
Das especificidades do órgão irradiado
A irradiação mais perigosa das criptas do intestino delgado, testículos, ossos
do cérebro de ossos chatos, da região abdominal e irradiação de todo o organismo.
Organismos unicelulares são cerca de 200 vezes menos sensíveis a
exposição à radiação do que os organismos multicelulares.
4. Fontes naturais e artificiais de radiação ionizante.
As fontes de radiação ionizante são naturais e artificiais
origem natural.
A radiação natural é devido a:
1. Radiação cósmica (prótons, partículas alfa, núcleos de lítio, berílio,
carbono, oxigênio, nitrogênio compõem a radiação cósmica primária.
A atmosfera da Terra absorve a radiação cósmica primária, então forma
radiação secundária, representada por prótons, nêutrons,
elétrons, mésons e fótons).
2. Radiação de elementos radioativos da terra (urânio, tório, actínio,
diy, radônio, Thoron), água, ar, materiais de construção de edifícios residenciais,
radônio e carbono radioativo (C-14) presentes em
3. Radiação de elementos radioativos contidos no mundo animal
e o corpo humano (K-40, urânio -238, tório -232 e rádio -228 e 226).
Nota: começando com polônio (nº 84), todos os elementos são radioativos
ativo e capaz de fissão espontânea de núcleos durante a captura de seus núcleos -
mi nêutrons lentos (radiatividade natural). No entanto, naturais
radioatividade também é encontrada em alguns elementos leves (isótopos
rubídio, samário, lantânio, rênio).
5. Efeitos clínicos determinísticos e estocásticos que ocorrem em humanos quando expostos a radiações ionizantes.
As reações biológicas mais importantes do corpo humano à ação
A radiação ionizante é dividida em dois tipos de efeitos biológicos
1. Efeitos biológicos determinísticos (causais)
você para o qual existe uma dose limite de ação. Abaixo do limiar da doença
não se manifesta, mas quando um certo limiar é atingido, ocorrem doenças
nem diretamente proporcional à dose: queimaduras de radiação, radiação
dermatite, catarata por radiação, febre por radiação, infertilidade por radiação, ano-
Malia do desenvolvimento fetal, doença de radiação aguda e crônica.
2. Os efeitos biológicos estocásticos (probabilísticos) não são
ha ação. Pode ocorrer em qualquer dose. Eles têm um efeito
pequenas doses e até uma célula (uma célula se torna cancerosa se for irradiada
ocorre na mitose): leucemia, doenças oncológicas, doenças hereditárias.
No momento da ocorrência, todos os efeitos são divididos em:
1. imediato - pode ocorrer dentro de uma semana, um mês. é picante
e doença de radiação crônica, queimaduras na pele, catarata de radiação...
2. distante - surgida durante a vida de um indivíduo: oncológica
doenças, leucemia.
3. surgindo após um tempo indeterminado: consequências genéticas - devido a
alterações nas estruturas hereditárias: mutações genómicas - alterações múltiplas
número haploide de cromossomos, mutações cromossômicas ou
aberrações - alterações estruturais e numéricas nos cromossomos, pontos (gene-
nye) mutações: alterações na estrutura molecular dos genes.
Radiação corpuscular - nêutrons rápidos e partículas alfa, causando
causam rearranjos cromossômicos com mais frequência do que a radiação eletromagnética.__
6. Radiotoxicidade e radiogenética.
Radiotoxicidade
Como resultado de distúrbios de radiação de processos metabólicos no corpo
se acumulam radiotoxinas - são compostos químicos que
um certo papel na patogênese das lesões por radiação.
A radiotoxicidade depende de vários fatores:
1. Tipo de transformações radioativas: a radiação alfa é 20 vezes mais tóxica do que
radiação.
2. A energia média do ato de decaimento: a energia de P-32 é maior que C-14.
3. Esquemas de decaimento radioativo: um isótopo é mais tóxico se der origem a
novo material radioativo.
4. Vias de entrada: entrada pelo trato gastrointestinal em 300
vezes mais tóxico do que através da pele intacta.
5. Tempo de residência no corpo: mais toxicidade com
meia-vida e meia-vida baixa.
6. Distribuição por órgãos e tecidos e as especificidades do órgão irradiado:
isótopos osteotrópicos, hepatotrópicos e uniformemente distribuídos.
7. Duração do recebimento de isótopos no corpo: ingestão acidental -
O uso de uma substância radioativa pode terminar com segurança, com
ingestão de nic, o acúmulo de uma quantidade perigosa de radiação é possível
corpo.
7. Doença de radiação aguda. Prevenção.
Melnichenko - página 172
8. Doença de radiação crônica. Prevenção.
Melnichenko página 173
9. O uso de fontes de radiação ionizante em medicina (o conceito de fontes de radiação fechadas e abertas).
As fontes de radiação ionizante são divididas em fechadas e
abordado. Dependendo desta classificação, eles são interpretados de forma diferente e
formas de proteção contra essas radiações.
fontes fechadas
Seu dispositivo exclui a entrada de substâncias radioativas no meio ambiente.
ambiente sob condições de aplicação e desgaste. Pode ser agulhas soldadas
em recipientes de aço, unidades de tele-irradiação gama, ampolas, esferas,
fontes de radiação contínua e geração de radiação periodicamente.
A radiação de fontes seladas é apenas externa.
Princípios de proteção para trabalhar com fontes seladas
1. Proteção por quantidade (reduzindo a taxa de dose no local de trabalho - do que
Quanto menor a dose, menor a exposição. No entanto, a tecnologia de manipulação
sempre permite reduzir a taxa de dose para um valor mínimo).
2. Proteção de tempo (reduzindo o tempo de contato com radiação ionizante
pode ser alcançado exercitando-se sem um transmissor).
3. Distância (controle remoto).
4. Telas (telas-contêineres para armazenamento e transporte de radioativos
drogas em posição de não trabalho, para equipamentos, móveis
nye - telas em salas de raios-x, partes de estruturas de edifícios
para a proteção de territórios - paredes, portas, equipamentos de proteção individual -
escudos de plexiglass, luvas revestidas de chumbo).
A radiação alfa e beta é retardada por substâncias contendo hidrogênio
materiais (plástico) e alumínio, a radiação gama é atenuada por materiais
com alta densidade - chumbo, aço, ferro fundido.
Para absorver nêutrons, a tela deve ter três camadas:
1. camada - para desacelerar nêutrons - materiais com um grande número de átomos
mov hidrogênio - água, parafina, plástico e concreto
2. camada - para a absorção de nêutrons lentos e térmicos - boro, cádmio
3. camada - para absorver a radiação gama - chumbo.
Para avaliar as propriedades protetoras de um determinado material, sua capacidade
para retardar a radiação ionizante, use um índice de meia camada
atenuação, indicando a espessura da camada deste material, após passar
durante o qual a intensidade da radiação gama é reduzida pela metade.
Fontes abertas de radiação radioativa
Uma fonte aberta é uma fonte de radiação, ao usar qual
Também é possível que substâncias radioativas entrem no meio ambiente. No
isso não exclui não apenas a exposição externa, mas também interna do pessoal
(gases, aerossóis, substâncias radioativas sólidas e líquidas,
isótopos).
Todos os trabalhos com isótopos abertos são divididos em três classes. Classe Ra
o bot é instalado dependendo do grupo de radiotoxicidade do radioativo
º isótopo (A, B, C, D) e sua quantidade real (atividade) no trabalho
Lugar, colocar.
10. Formas de proteger uma pessoa das radiações ionizantes. Segurança radiológica da população da Federação Russa. Normas de segurança contra radiação (NRB-2009).
Métodos de proteção contra fontes abertas de radiação ionizante
1. Medidas organizacionais: a alocação de três classes de trabalho dependendo
sair do perigo.
2. Atividades de planejamento. Para a primeira classe de perigo - especialmente
edifícios isolados onde pessoas não autorizadas não são permitidas. Para o segundo
ª classe, apenas é atribuído um piso ou parte de um edifício. Trabalho de terceiro grau
pode ser realizado em um laboratório convencional com capela de exaustão.
3. Equipamento de vedação.
4. O uso de materiais não absorventes para revestimentos de mesa e parede,
dispositivo de ventilação racional.
5. Equipamento de proteção individual: roupas, sapatos, roupas isolantes,
Proteção respiratória.
6. Cumprimento da assepsia por radiação: batas, luvas, higiene pessoal.
7. Radiação e controle médico.
Para garantir a segurança humana em todas as condições de exposição a
radiação ionizante de origem artificial ou natural
aplicam-se os padrões de segurança contra radiação.
As seguintes categorias de pessoas expostas são estabelecidas nas normas:
Pessoal (grupo A - pessoas trabalhando constantemente com fontes de íons
radiação e grupo B - uma parte limitada da população, que de outra forma é
onde pode ser exposto a radiações ionizantes - produtos de limpeza,
serralheiros, etc.)
Toda a população, incluindo pessoas do quadro, fora do âmbito e das condições da sua produção
atividade aquática.
Os principais limites de dose para o pessoal do grupo B são ¼ dos valores para
pessoal do grupo A. A dose efetiva para o pessoal não deve exceder
período de atividade laboral (50 anos) 1000 mSv, e para a população para o período
vida (70 anos) - 70 mSv.
A exposição planejada do pessoal do grupo A é maior do que o pré-estabelecido
casos na liquidação ou prevenção de um acidente podem ser resolvidos
somente se for necessário salvar pessoas ou evitar sua exposição
cheniya. Permitido para homens com mais de 30 anos com seus
consentimento, informando sobre as possíveis doses de radiação e o risco para a saúde
fosso. Em situações de emergência, a exposição não deve exceder 50 mSv.__
11. Possíveis causas de emergências em instalações com risco de radiação.
Classificação de acidentes de radiação
Os acidentes associados à interrupção da operação normal da ROO são divididos em projeto e além do projeto.
Acidente de base de projeto é um acidente para o qual os eventos iniciais e os estados finais são determinados pelo projeto, em conexão com o qual os sistemas de segurança são fornecidos.
Um acidente além da base de projeto é causado por eventos iniciais que não são levados em consideração para acidentes de base de projeto e leva a consequências graves. Nesse caso, podem ser liberados produtos radioativos em quantidades que levem à contaminação radioativa do território adjacente, e possível exposição da população acima das normas estabelecidas. Em casos graves, podem ocorrer explosões térmicas e nucleares.
Os acidentes potenciais em usinas nucleares são divididos em seis tipos, dependendo dos limites das zonas de distribuição de substâncias radioativas e consequências da radiação: local, local, territorial, regional, federal, transfronteiriço.
Se, durante um acidente regional, o número de pessoas que receberam doses de radiação acima dos níveis estabelecidos para operação normal for superior a 500 pessoas, ou o número de pessoas cujas condições de vida possam ser prejudicadas exceder 1.000 pessoas, ou danos materiais excederem 5 milhões de salários mínimos trabalho, então tal acidente será federal.
Em caso de acidentes transfronteiriços, as consequências de radiação do acidente vão além do território da Federação Russa, ou este acidente ocorreu no exterior e afeta o território da Federação Russa.
12. Medidas sanitárias e higiênicas em situações de emergência em instalações com risco de radiação.
As medidas, métodos e meios que garantem a proteção da população contra a exposição à radiação durante um acidente de radiação incluem:
detecção do fato de um acidente de radiação e notificação do mesmo;
identificação da situação de radiação na área do acidente;
organização do monitoramento de radiação;
estabelecimento e manutenção do regime de segurança radiológica;
realizar, se necessário, numa fase inicial do acidente, a profilaxia iodada da população, do pessoal do serviço de urgência e dos participantes na liquidação das consequências do acidente;
fornecer à população, pessoal, participantes na liquidação das consequências do acidente os equipamentos de proteção individual necessários e o uso desses fundos;
abrigo da população em abrigos e abrigos anti-radiação;
sanitização;
descontaminação da instalação de emergência, outras instalações, meios técnicos, etc.;
evacuação ou reassentamento da população de áreas em que o nível de contaminação ou doses de radiação excedem o permitido para a população.
A identificação da situação de radiação é realizada para determinar a escala do acidente, para determinar o tamanho das zonas de contaminação radioativa, a taxa de dose e o nível de contaminação radioativa nas áreas de rotas ideais para o movimento de pessoas, veículos, bem como determinar possíveis rotas de evacuação para a população e animais de criação.
O controle de radiação nas condições de um acidente de radiação é realizado para cumprir o tempo permitido para as pessoas permanecerem na zona do acidente, controlar as doses de radiação e os níveis de contaminação radioativa.
O regime de segurança radiológica é assegurado pelo estabelecimento de um procedimento especial de acesso à zona de acidente, zoneamento da área de acidente; realizar operações de resgate de emergência, realizar monitoramento de radiação nas zonas e na saída para a zona “limpa”, etc.
A utilização de equipamentos de proteção individual consiste na utilização de equipamentos de proteção isolante da pele (kits de proteção), bem como equipamentos de proteção respiratória e ocular (ataduras de algodão-gaz, vários tipos de respiradores, máscaras de gás filtrantes e isolantes, óculos de proteção, etc.) . Eles protegem uma pessoa principalmente da radiação interna.
Para proteger a glândula tireóide de adultos e crianças da exposição a isótopos radioativos de iodo, a profilaxia com iodo é realizada em um estágio inicial do acidente. Consiste em tomar iodo estável, principalmente iodeto de potássio, que é tomado em comprimidos nas seguintes doses: para crianças a partir de dois anos de idade, bem como para adultos, 0,125 g, até dois anos, 0,04 g, ingestão após refeições, juntamente com geléia, chá, água 1 vez por dia durante 7 dias. Uma solução de água-álcool de iodo (tintura de iodo a 5%) é indicada para crianças a partir de dois anos de idade, bem como para adultos, 3-5 gotas por copo de leite ou água por 7 dias. Crianças com menos de dois anos de idade recebem 1-2 gotas por 100 ml de leite ou fórmula por 7 dias.
O efeito protetor máximo (reduzindo a dose de radiação em cerca de 100 vezes) é alcançado com a ingestão preliminar e simultânea de iodo radioativo, tomando seu análogo estável. O efeito protetor do medicamento é significativamente reduzido quando é tomado mais de duas horas após o início da exposição. No entanto, neste caso, existe uma proteção eficaz contra a exposição a ingestões repetidas de iodo radioativo.
A proteção contra a radiação externa só pode ser fornecida por estruturas de proteção, que devem ser equipadas com filtros absorventes de radionuclídeos de iodo. Abrigos temporários da população antes da evacuação podem fornecer quase todas as instalações seladas.
51. Radiação ionizante. Tipos de radiações ionizantes, principais características.
AI são divididos em 2 tipos:
Radiação corpuscular
- 𝛼-radiação é um fluxo de núcleos de hélio emitido por uma substância durante o decaimento radioativo ou durante as reações nucleares;
- 𝛽-radiação - um fluxo de elétrons ou pósitrons decorrentes do decaimento radioativo;
Radiação de nêutrons (Com interações elásticas, ocorre a ionização usual da matéria. Com interações inelásticas, ocorre radiação secundária, que pode consistir tanto de partículas carregadas quanto de quanta).
2. Radiação eletromagnética
- 𝛾-radiação é a radiação eletromagnética (fóton) emitida durante transformações nucleares ou interação de partículas;
Radiação de raios X - ocorre no ambiente ao redor da fonte de radiação, em tubos de raios X.
Características da IA: energia (MeV); velocidade (km/s); quilometragem (no ar, em tecido vivo); capacidade ionizante (par de íons por 1 cm de caminho no ar).
A menor capacidade de ionização da radiação α.
Partículas carregadas levam à ionização direta e forte.
Atividade (A) de uma substância radioativa é o número de transformações nucleares espontâneas (dN) nesta substância em um curto período de tempo (dt):
1 Bq (becquerel) é igual a uma transformação nuclear por segundo.
52. Radiação ionizante. Doses de radiações ionizantes e unidades de medida.
Radiação ionizante (IR) é radiação, cuja interação com o meio leva à formação de cargas de sinais opostos. A radiação ionizante ocorre durante o decaimento radioativo, transformações nucleares, bem como durante a interação de partículas carregadas, nêutrons, radiação de fótons (eletromagnéticos) com a matéria.
Dose de radiaçãoé o valor usado para avaliar a exposição à radiação ionizante.
Dose de exposição(caracteriza a fonte de radiação pelo efeito de ionização):
Dose de exposição no local de trabalho ao trabalhar com substâncias radioativas:
onde A é a atividade da fonte [mCi], K é a constante gama do isótopo [Rcm2/(hmCi)], t é o tempo de exposição, r é a distância da fonte ao local de trabalho [cm].
Taxa de dose(intensidade de irradiação) - o incremento da dose correspondente sob a influência desta radiação por unidade. Tempo.
Taxa de dose de exposição [rh -1 ].
Dose absorvida mostra quanta energia AI é absorvida pela unidade. massas do in-va irradiado:
D absorção = Dexp. K 1
onde K 1 - coeficiente levando em consideração o tipo de substância irradiada
Absorção dose, Gray, [J/kg]=1Gy
Dose equivalente caracterizada pela exposição crônica à radiação de composição arbitrária
H = D Q [Sv] 1 Sv = 100 rem.
Q é um fator de ponderação adimensional para um determinado tipo de radiação. Para raios-X e radiação Q=1, para partículas alfa, beta e nêutrons Q=20.
Dose equivalente efetiva sensibilidade de caracteres decomp. órgãos e tecidos à radiação.
Irradiação de objetos inanimados - Absorb. dose
Irradiação de objetos vivos - Equiv. dose
53. O efeito da radiação ionizante(IA) no corpo. Exposição externa e interna.
O efeito biológico da IA baseia-se na ionização do tecido vivo, o que leva à quebra de ligações moleculares e a uma alteração na estrutura química de vários compostos, o que leva a uma alteração no DNA das células e sua subsequente morte.
A violação dos processos vitais do corpo é expressa em distúrbios como
Inibição das funções dos órgãos hematopoiéticos,
Violação da coagulação sanguínea normal e aumento da fragilidade dos vasos sanguíneos,
Distúrbio do trato gastrointestinal,
Diminuição da resistência a infecções
Esgotamento do corpo.
Exposição externa ocorre quando a fonte de radiação está fora do corpo humano e não há como entrar.
Exposição interna origem quando a fonte da IA está dentro de uma pessoa; enquanto o interno A irradiação também é perigosa devido à proximidade da fonte de infravermelho com órgãos e tecidos.
efeitos de limiar (Н > 0,1 Sv/ano) dependem da dose de IR, ocorrem com doses de exposição ao longo da vida
Doença de radiação é uma doença caracterizada por sintomas que ocorrem quando expostos à IA, como diminuição da capacidade hematopoiética, distúrbios gastrointestinais e diminuição da imunidade.
O grau de doença de radiação depende da dose de radiação. O mais grave é o 4º grau, que ocorre quando exposto a IA com dose superior a 10 Gray. As lesões crônicas por radiação são geralmente causadas por exposição interna.
Efeitos não limiares (estocásticos) aparecem em doses de H<0,1 Зв/год, вероятность возникновения которых не зависит от дозы излучения.
Os efeitos estocásticos incluem:
Alterações somáticas
Alterações imunes
alterações genéticas
O princípio do racionamento – ou seja não ultrapassagem dos limites permissíveis individuais. Doses de radiação de todas as fontes de IA.
Princípio de justificação – ou seja proibição de todos os tipos de atividade sobre o uso de fontes de IA, em que o benefício recebido para uma pessoa e sociedade não exceda o risco de possíveis danos causados além da radiação natural. facto.
Princípio de otimização - manutenção no nível mais baixo possível e alcançável, levando em consideração o econômico. e social fatores individuais. doses de exposição e o número de pessoas expostas ao usar uma fonte de IA.
SanPiN 2.6.1.2523-09 "Normas de segurança contra radiação".
De acordo com este documento, 3 gr. pessoas:
gr.A - estes são rostos, com certeza. trabalhando com fontes artificiais de IA
gr .B - são pessoas, condições para o trabalho do gato nah-Xia no imediato. brisa da fonte de IA, mas deyat. essas pessoas imediatamente. não está conectado com a fonte.
gr .NO é o resto da população, incl. pessoas gr. A e B fora de suas atividades produtivas.
O limite de dose principal está definido. por dose eficaz:
Para pessoas gr.A: 20mSv por ano em qua. para o próximo 5 anos, mas não mais de 50 mSv no ano.
Para pessoas do grupo B: 1mSv por ano em qua. para o próximo 5 anos, mas não mais de 5 mSv no ano.
Para pessoas do grupo B: não deve exceder ¼ dos valores para o grupo de pessoal A.
Em caso de emergência causada por um acidente de radiação, existe o chamado. pico de exposição aumentada, cat. é permitido apenas nos casos em que não é possível tomar medidas que excluam danos ao corpo.
O uso de tais doses pode ser justificada apenas por salvar vidas e prevenir acidentes, adicional apenas para homens com mais de 30 anos de idade mediante acordo voluntário por escrito.
Proteção AI m/s:
Proteção de quantidade
proteção do tempo
Proteção de distância
Zoneamento
Controle remoto
Blindagem
Para proteção contraγ -radiação: metálico telas feitas com um grande peso atômico (W, Fe), bem como de concreto, ferro fundido.
Para proteção contra radiação β: são usados materiais de baixa massa atômica (alumínio, plexiglass).
Para proteção contra radiação α: use metais contendo H2 (água, parafina, etc.)
Espessura da tela К=Ро/Рdop, Ро – potência. dose, medida por rad. Lugar, colocar; Rdop - dose máxima permitida.
Zoneamento - divisão do território em 3 zonas: 1) abrigo; 2) objetos e instalações em que as pessoas podem encontrar; 3) posto de zona. permanência das pessoas.
Controle dosimétrico com base no rastreamento isp-ii. métodos: 1. Ionização 2. Fonográfica 3. Química 4. Calorimétrica 5. Cintilação.
Aparelhos básicos , usado para dosimetria. ao controle:
Medidor de raios X (para medir doses de exp. poderosas)
Radiômetro (para medir a densidade de fluxo AI)
Individual. dosímetros (para medir a exposição ou a dose absorvida).
O principal efeito de todas as radiações ionizantes no corpo é ionizar os tecidos dos órgãos e sistemas que estão expostos a elas. As cargas adquiridas como resultado disso causam a ocorrência de reações oxidativas incomuns para o estado normal das células, que, por sua vez, causam uma série de respostas. Assim, nos tecidos irradiados de um organismo vivo, ocorre uma série de reações em cadeia que interrompem o estado funcional normal de órgãos, sistemas individuais e do organismo como um todo. Há uma suposição de que, como resultado de tais reações nos tecidos do corpo, são formados produtos prejudiciais à saúde - toxinas, que têm um efeito adverso.
Ao trabalhar com produtos que possuem radiações ionizantes, as formas de exposição a estas últimas podem ser duplas: através de radiações externas e internas. A exposição externa pode ocorrer ao trabalhar em aceleradores, máquinas de raios X e outras instalações que emitem nêutrons e raios X, bem como ao trabalhar com fontes radioativas seladas, ou seja, elementos radioativos selados em vidro ou outras ampolas cegas, se estas últimas permanecem intactos. Fontes de radiação beta e gama podem representar um risco de exposição externa e interna. a radiação alfa praticamente representa um perigo apenas com exposição interna, pois devido ao poder de penetração muito baixo e ao pequeno alcance de partículas alfa no ar, uma pequena distância da fonte de radiação ou uma pequena blindagem elimina o perigo de exposição externa.
Com irradiação externa com raios com poder de penetração significativo, a ionização ocorre não apenas na superfície irradiada da pele e outros tegumentos, mas também em tecidos, órgãos e sistemas mais profundos. O período de exposição externa direta à radiação ionizante - exposição - é determinado pelo tempo de exposição.
A exposição interna ocorre quando substâncias radioativas entram no corpo, o que pode ocorrer ao inalar vapores, gases e aerossóis de substâncias radioativas, entrando no trato digestivo ou entrando na corrente sanguínea (em casos de contaminação de pele e mucosas danificadas). A irradiação interna é mais perigosa, pois, em primeiro lugar, em contato direto com os tecidos, mesmo a radiação de baixas energias e com poder de penetração mínimo ainda tem efeito sobre esses tecidos; em segundo lugar, quando uma substância radioativa está no corpo, a duração de sua exposição (exposição) não se limita ao tempo de trabalho direto com as fontes, mas continua ininterrupta até sua completa decomposição ou remoção do corpo. Além disso, quando ingeridas, algumas substâncias radioativas, com certas propriedades tóxicas, além da ionização, têm um efeito tóxico local ou geral (consulte "Produtos químicos nocivos").
No corpo, as substâncias radioativas, como todos os outros produtos, são transportadas pela corrente sanguínea para todos os órgãos e sistemas, após o que são parcialmente excretadas do corpo através dos sistemas excretores (trato gastrointestinal, rins, glândulas sudoríparas e mamárias, etc.) , e alguns deles se depositam em determinados órgãos e sistemas, exercendo sobre eles um efeito predominante e mais pronunciado. Algumas substâncias radioativas (por exemplo, sódio - Na24) são distribuídas por todo o corpo de forma relativamente uniforme. A deposição predominante de várias substâncias em certos órgãos e sistemas é determinada por suas propriedades físico-químicas e pelas funções desses órgãos e sistemas.
O complexo de mudanças persistentes no corpo sob a influência da radiação ionizante é chamado de doença da radiação. A doença da radiação pode se desenvolver tanto como resultado da exposição crônica à radiação ionizante quanto com a exposição de curto prazo a doses significativas. Caracteriza-se principalmente por alterações no sistema nervoso central (depressão, tontura, náusea, fraqueza geral, etc.), sangue e órgãos hematopoiéticos, vasos sanguíneos (hematomas devido à fragilidade vascular), glândulas endócrinas.
Como resultado da exposição prolongada a doses significativas de radiação ionizante, podem desenvolver-se neoplasias malignas de vários órgãos e tecidos, que: são as consequências a longo prazo desta exposição. Estes últimos também incluem uma diminuição na resistência do corpo a várias doenças infecciosas e outras, um efeito adverso na função reprodutiva e outras.
